5.1经典力学的成就与局限性-5.2经典时空观与相对论时空观ppt课件
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1、第一节 经典力学的成就与局限性 第二节 经典时空观与相对论时空观,第五章,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,1.经典力学的适用范围:对于 、 (相对光速)物体的运动经典力学仍然适用. 2.经典力学的局限性 (1)经典力学的应用受到物体运动 的限制,当物体运动速率接近于真空中的 时,经典力学的许多观念将发生重大变化. (2)经典力学不适用于微观领域中物质结构和 的现象.,一、经典力学的局限性和适用范围,宏观,低速,速率,光速,能量不连续,1.经典时空观 (1)惯性系与非惯性系: 惯性系:凡是 定律成立的参考系,相对于惯性
2、系静止或做匀速直线运动的参考系都是惯性系. 非惯性系: 定律不成立的参考系,相对于惯性系做变速运动的参考系是非惯性系. (2)伽利略相对性原理:对于所有的惯性系, 规律都是相同的,或者说,一切惯性系都是 .,二、经典时空观与相对论时空观,牛顿运动,牛顿运动,力学,等效的,(3)经典时空观(绝对时空观):时间永远均匀地流逝,与任何外界 ;空间与任何外界事物 ,从不运动,永远不变. (4)经典时空观的几个具体结论: 的绝对性; 的绝对性; 的绝对性; 物体质量 . 即它们与参考系的选择(或观察者的运动状态)无关.,无关,无关,同时,时间间隔,空间距离,恒定不变,2.相对论时空观 (1)光速不变与经
3、典物理学的矛盾:观察和实验事实表明:无论光源和观察者如何运动,光速只能是c,这与经典力学的 法则相矛盾. (2)狭义相对论的两条基本假设: 相对性原理:在不同的惯性系中,一切物理规律都是 . 光速不变原理:不管在哪个惯性系中,测得的真空中的光速都相同.,速度合成,相同的,(3)相对论时空观 “同时”的相对性:在一个参考系中同时发生的两个事件,在另一个参考系看来是 的. 运动的时钟变慢:时钟相对于观察者 时,走得快;相对于观察者 时,走得慢.运动速度越快,效果越明显. 运动的尺子缩短:一个物体相对于观察者 时,它的长度测量值最大;相对于观察者 时,观察者在 方向上观测,它的长度要缩短,速度越快,
4、缩得越 . 物体质量随速度的 而增大.,不同时,静止,运动,静止,运动,运动,短,增加,答案,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)牛顿运动定律适用于任何参考系.( ) (2)经典时空观认为时间间隔是绝对的.( ) (3)经典时空观认为物体的质量是绝对的.( ) (4)不论是宏观物体,还是微观粒子,经典力学和相对论都是适用的.( ),2.(多选)下列服从经典力学规律的是 A.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动 B.发射导弹、人造卫星、宇宙飞船 C.物体运动的速率接近于真空中的光速 D.能量的不连续现象,答案,解析,解析 经典力学只适用于宏观、低速运动的物体,所以A、B正确,C错误;
5、能量的不连续现象不适合用经典力学来解释,所以选项D错误.,重点探究,如图1甲,质子束被加速到接近光速;如图乙,中子星是质量、密度非常大的星体.请思考: (1)经典力学是否适用于质子束的运动规律?如何研究质子束的运动规律?,答案 质子束的运动属于高速、微观范畴,经典力学不再适用,应该应用狭义相对论、量子力学进行研究.,一、经典力学与相对论的比较,导学探究,图1,答案,(2)经典力学是否适用于中子星的引力规律?如何研究中子星的引力规律?,答案 中子星的引力规律属于引力范畴,经典力学不再适用,应该应用广义相对论进行研究.,答案,1.区别:,知识深化,2.联系: (1)当物体的运动速度远小于光速时,相
6、对论物理学与经典物理学的结论没有区别. (2)相对论并没有否定经典力学,经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形.,例1 下列说法正确的是 A.在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中, 物体的质量也不随运动状态而改变 B.狭义相对论和经典力学是完全不同相互矛盾的两个理论 C.物体高速运动时,物体的运动服从狭义相对论,在低速运动时,物体 的运动服从牛顿运动定律 D.以上说法都是错误的,答案,解析,解析 在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中,物体的质量随物体运动速度的增大而增大,选项A错误; 狭义相对论没有否定经典力学,经典力学是狭义相对论在一定条件下的特殊
7、情形,选项B错误; 经典力学适用于低速运动的物体,狭义相对论阐述物体在以接近光速的速度运动时所遵循的规律,选项C正确.,针对训练1 (多选)牛顿运动定律能适用于下列哪些情形 A.研究原子中电子的运动 B.研究“神舟五号”飞船的高速发射 C.研究地球绕太阳的运动 D.研究飞机从北京飞往纽约的航线,答案,解析,解析 牛顿运动定律只能用于“宏观低速”的情形,这里的“宏观”是相对于微观粒子而言的.这里的“低速”是相对于光速而言的.原子、电子等是微观粒子,它们的运动不服从牛顿运动定律,A错误,B、C、D中各项运动虽然是“高速”,但相对于光速来说,却是微不足道的,完全可以用牛顿运动定律研究其规律,B、C、
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- 5.1 经典力学 成就 局限性
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