7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（课件 学案 练习）高中物理人教版（2019）必修 第二册

(课件网) 第七章 课时5　相对论时空观与牛顿力学的局限性 万有引力与宇宙航行 核心 目标 1．知道牛顿力学只在低速、宏观物体的运动的情况下成立．知道相对论、量子论可以解决高速、微观领域的问题． 2．知道爱因斯坦狭义相对论的基本假设，知道长度相对性和时间间隔相对性的表达式． 目标导学 各个击破 对相对论时空观的理解 考向 1 1．惯性系和非惯性系 牛顿运动定律成立的参考系为_____，相对于这个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系．牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系． 2．相对性原理 (1) 根据麦克斯韦的电磁理论，真空中的光速在任何惯性系中都是一个_____. (2) 迈克耳孙—莫雷实验证明不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是_____的． 惯性系 常量 相同 3．爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设 (1) 在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是_____的． (2) 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的． 4．长度的相对性 狭义相对论中的长度公式l＝l0中，l0是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度，l是杆沿自己的长度方向以速度v运动时，静止的观察者测量的长度． 相同 5．时间间隔的相对性 Δt＝中，Δτ是相对事件发生地静止的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔，Δt是相对于事件发生地以速度v高速运动的观察者测量同一地点的同样两个事件发生的时间间隔． 6．注意点 (1) 在两个惯性参考系中的观测者都将发现对方的钟_____了． (2) 沿着运动方向的长度的变化是相对的，另外垂直于速度方向的长度_____. 变慢 不变 　　　根据相对论时空观，下列说法中正确的是 (　　) A．在高速行驶的列车上观察路边广告牌高度变小 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的 C．高速运动的μ子寿命变短 D．绕地球高速飞行飞机上的铯原子钟和地面上的铯原子钟计时没有差异 1 B 解析：在高速行驶的列车上观察路边广告牌高度不变，但宽度变窄，A错误；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的，B正确；根据相对论时空观可知高速运动的μ子寿命变长，C错误；根据狭义相对论“时间膨胀”原理可知绕地球高速飞行的飞机上的铯原子钟由于高速运动而导致时间变慢，D错误． 　　　惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是 (　　) 2 解析：由l＝l0得运动方向上的边的边长变短，垂直运动方向的边的边长不变，C正确． C A B C D 经典力学与相对论、量子力学的比较 考向 2 1．区别 (1) 经典力学只对_____运动的物体成立；相对论可以解决高速运动物体的问题． (2) 经典力学只对_____世界成立；量子力学可以解决微观世界的问题． 2．联系 (1) 当物体的运动速度远小于光速时，相对论与经典力学的结论没有区别． (2) 当“普朗克常量”可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别． (3) 相对论和量子力学并没有完全_____经典力学，经典力学是两者在某些条件下的特殊情形． 低速 宏观 否定 　　　关于经典力学、相对论和量子力学，下列说法中正确的是 (　　) A．相对论和经典力学是完全矛盾的 B．经典力学是相对论的特例 C．经典力学只对宏观物体的运动成立，量子力学只对微观粒子的运动成立 D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都成立 3 B 　　　关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法中正确的是(　　) A．经典力学对微观粒子成立，也可以解决宏观物体的高速运动问题 B．相对论与量子力学完全否定了经典力学 C．经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律是经典力学的基础 D．经典力学对一切运动的物体都成立 4 C 随堂内化 即时巩固 1．关于牛顿 ... ...