7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 课件 (共26张PPT) 2025-2026学年高一物理人教版（2019）必修第二册

(课件网) 5. 相对论时空观与牛顿力学的局限性 经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是树立了人们对牛顿物理学的尊敬。 著名物理学家杨振宁曾赞颂道：“如果一定要举出某个人、某一天作为近代科学诞生的标志，我选牛顿《自然哲学的数学原理》在1687年出版的那一天。” 牛顿的《自然哲学的数学原理》 被评为科学史上最伟大的著作 设想人类可以利用飞船以 0.2c 的速度进行星际航行。若飞船向正前方的某一星球发射一束激光，该星球上的观察者测量到的激光的速度是多少？ 1.知道牛顿力学的局限性，体会人类对自然界的探索是不断深入的。 2.初步了解相对论时空观。 1.知道牛顿运动定律的适用范围。(物理观念) 2.了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用。（物理观念） 3.知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时间的变化。（物理观念） 体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养， 让我们一起 吧！ 进 走 课 堂 阿尔伯特·爱因斯坦 创立狭义相对论 一、相对论时空观 狭义相对论的两个基本假设 1.爱因斯坦相对性原理：在不同的参考系中，一切物理规律都是相同的。 2.光速不变原理：真空中的光速在不同的参考系中都是相同的。 同时的相对性 （1）时间的相对性———�钟慢效应” 时间的相对性符合以下规律： 式中Δt′是运动体中的观察者观察到的时间间隔，Δt是地面上的观察者观察到的时间间隔。 由于 ＜1，所以Δt＞Δt′，即运动体中的观察者观察到的时间间隔变短了，从地面上观察运动物体的时间变慢了。这就是所谓的“钟慢效应”。 钟慢效应 由于 ＜1，所以L＜ L′，即地面上的观察者观察到运动物体的长度变短了。这就是所谓的“尺缩效应”。 （2）空间的相对性———�尺缩效应” 空间的相对性符合以下规律： 式中L′是运动体中的观察者测得的长度，L是地面上的观察者测得的长度。 尺缩效应 尺缩效应 二、牛顿力学的成就与局限性 1.经典力学与行星轨道的矛盾 按牛顿的万有引力理论，行星应该沿着一些椭圆或圆做周期性运动，而天文观测表明，行星的轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进，如水星的运动。 实际观测到的水星的运动情况与爱因斯坦广义相对论的计算结果吻合的很好。 2.经典力学只适用于弱引力，而不适用于强引力。 3.经典力学只适用于物体的低速运动（v<