高一物理課件（廣東專用）：第五章 第一節(jié)《經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性》第二節(jié) 經(jīng)典時空觀與相對論的空觀（粵教必修二）

歡迎進入物理課堂 第五章 經(jīng)典力學(xué)與物理學(xué)革命 第一節(jié)經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性第二節(jié)經(jīng)典時空觀與相對論時空觀 一 經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和成就 觀察實驗 科學(xué)思維 1 17世紀(jì) 伽利略發(fā)展了 與 相結(jié)合的方法 并發(fā)現(xiàn)了慣性定律 落體定律和力學(xué)相對性原 理 奠定了動力學(xué)的基礎(chǔ) 數(shù)學(xué) 2 牛頓在伽利略 笛卡兒 開普勒 惠更斯等人研究的基礎(chǔ)上 采用 的方法 建立了一套 完整的經(jīng)典力學(xué)體系 歸納與演繹 綜合與分析 3 經(jīng)典力學(xué)把 和 的運動統(tǒng)一起來 從力學(xué)上證明了自然界的多樣性的統(tǒng)一 實現(xiàn)了人類對自 然界認(rèn)識的第一次理論大綜合 天上物體 地上物體 4 經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用受到物體運動速率的限制 即其只適用 于處理 運動的物體 低速 微觀 5 牛頓運動定律不適用于 領(lǐng)域中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量 不連續(xù)的現(xiàn)象 慣性參考系 慣性系 二 經(jīng)典時空觀與相對論時空觀 非慣性系 1 凡是牛頓運動定律成立的參考系就稱為 簡稱 而牛頓定律不成立的參考系稱為 2 所有相對于慣性系做勻速直線運動的參考系都是 而相對于慣性系做變速運動的參考系都是 應(yīng)用牛頓 運動定律時必須選擇 非慣性系 慣性系 慣性系 3 伽利略相對性原理 對于所有慣性系 力學(xué)規(guī)律都是相同的 或者說 一切慣性系都是 伽利略相對性原理表明 對于兩個做勻速直線運動的慣性系來說 我們不能判斷哪 個慣性系處于絕對靜止或絕對運動狀態(tài) 等效的 4 相對論時空觀的兩個基本假設(shè) 第一是 第二是 相對性原理 光速不變原理 5 相對論的四條重要結(jié)論是 1 2 3 4 物體質(zhì)量隨速度的增加而增大 同時 的相對性 運動的時鐘變慢 運動的尺子縮短 要點1 經(jīng)典力學(xué)的適用范圍 經(jīng)典力學(xué)只適用于低速的宏觀物體 而對于高速運動的接近光速的物體以及微觀領(lǐng)域中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量不連續(xù)的現(xiàn)象 經(jīng)典力學(xué)不再適用 解析 經(jīng)典力學(xué)不適用于高速物體 高速 指的是接近光速c 3 0 108m s 而火箭 宇宙飛船和宇宙探測器的速度均遠(yuǎn)小于光速 對答案A B C所敘述的物體經(jīng)典力學(xué)均適用 對于微觀粒子 一般情況下 經(jīng)典力學(xué)不適用 答案 D 例1 經(jīng)典力學(xué)不能適用于下列哪些運動 A 火箭的發(fā)射C 勇氣號 宇宙探測器 B 宇宙飛船繞地球運動D 微觀粒子的波動性 1 下列說法正確的是 B A 牛頓運動定律就是經(jīng)典力學(xué)B 經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運動定律C 牛頓運動定律可以解決自然界中所有問題D 經(jīng)典力學(xué)可以解決自然界中所有問題解析 經(jīng)典力學(xué)包括的內(nèi)容分為力 熱 電 光 原五大部分 經(jīng)典力學(xué)是以牛頓定律為基礎(chǔ)的 要點2 經(jīng)典時空觀與相對論時空觀的理解 經(jīng)典時空觀認(rèn)為時間和空間彼此獨立 互不關(guān)聯(lián) 相對論時空觀認(rèn)為時間與空間相互聯(lián)系 主要有 同時 的相對性 運動的尺子變短 運動的時鐘變慢 物體質(zhì)量隨速度的增大而增大 例2 雙選 聯(lián)系相對論時空觀 判斷下列有關(guān)質(zhì)量和長 度說法中正確的是 A 物體的質(zhì)量與運動狀態(tài)無關(guān)B 物體的質(zhì)量與運動狀態(tài)有關(guān) 只是在速度較低的情況下 變化忽略不計C 物體的長度與運動狀態(tài)無關(guān)D 物體的長度與運動狀態(tài)有關(guān) 只是在速度較低的情況下 變化忽略不計解析 理解相對論時空觀的四個主要觀點 答案 BD 2 A B C是三個完全相同的時鐘 A放在地面上 B C分別放在兩個火箭上 以速度vB和vC朝一方向飛行 vB vC 地面上的觀察者認(rèn)為哪個時鐘走得最慢 C A A時鐘C C時鐘 B B時鐘D 三個時鐘一樣慢 解析 根據(jù)相對論時空觀 速度越大時鐘越慢 顯然選項C正確 忽略經(jīng)典力學(xué)與相對論的適用范圍經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是低速宏觀的物體 相對論的適用范圍是高速運動的物體 這個速度接近光的速度 例3 關(guān)于時間 長度和質(zhì)量的測量 下列說法正確的 是 A 時間均勻流逝 物體的長度一定 它們與參考系的速度無關(guān)B 物體的質(zhì)量是物體的固有屬性 無論在哪一個參考系中測量都是一樣的C 物體的速度越大 物體的質(zhì)量越大D 無論是時間 長度 還是質(zhì)量 其測量都與所選的參考系的速度有關(guān) 正解 只有在參考系的速度與光速相接近時 相對論才是成立的 當(dāng)物體的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速時 盡管速度增加 物體的長度 質(zhì)量以及過程所經(jīng)歷的時間都可以看成是不變的 答案 D 3 對時間 空間的理解 下列說法正確的是 C A 時間均勻流逝 與外界無關(guān)B 空間從不運動 永遠(yuǎn)不變 與外界任何事物無關(guān)C 一個事件的發(fā)生所用的時間 在不同參考系里測量是不一樣的D 空間與時間彼此獨立 互不關(guān)聯(lián)解析 經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為空間與時間彼此獨立 互不關(guān)聯(lián) 這就是牛頓的絕對時空觀 當(dāng)參考系的速度達(dá)到可以和光速相比時 時間 空間和物質(zhì)的運動密切關(guān)聯(lián) 這就是相對論時空觀 A B D顯然是絕對時空觀的觀點 C是相對論時空觀的觀點 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全