教科版高中物理必修第二册精品课件 第五章 经典力学的局限性与相对论初步 1 经典力学的成就与局限性 2 相对论时空观简介 3 宇宙的起源和演化.ppt

5.相对论时空观狭义相对论的时间变换公式和长度变换公式说明,同一段时间或长度在不同的惯性系内测得的结果是不一样的。这就是说,时间和空间的量度是与物体的运动有关的,是相对的。?6.广义相对论点滴爱因斯坦有一个基本思想:自然界遵循的规律是统一的。他在广义相对性原理和等效原理的基础上建立了广义相对论。?三、宇宙的起源和演化1.20世纪40年代末,物理学家伽莫夫把宇宙膨胀与粒子反应理论结合起来,提出宇宙大爆炸假说。?2.宇宙大爆炸理论最有说服力的证据是宇宙背景辐射的发现。?易错辨析判一判(1)1887年的迈克耳孙—莫雷实验证实在不同的参考系中,光的传播速度都是一样的。(√)(2)汽车运动时没发现长度变化,故狭义相对论是错误的。(×)解析汽车的速度相对于光速来说很慢,由可知,l与l0近似相等,即汽车运动时长度几乎不会改变。(3)时间延缓效应是低速的时钟比高速的时钟走得慢。(×)解析时间延缓效应是指在一个相对于我们做高速运动的惯性系中发生的物理过程,在我们看来,他所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的时间长。合格考试练一练(2022陕西宝鸡高二期末)下列不属于狭义相对论结论的是(B)A.尺缩效应 B.时空弯曲C.时钟延缓 D.质量变大解析狭义相对论的两个原理:相对性原理和光速不变原理,尺缩效应、时钟延缓、质量变大都是基于这两条原理推导出的,属于狭义相对论的结论,A、C、D正确,不符合题意;时空弯曲属于广义相对论的结论,B错误,符合题意。重难探究?能力素养全提升探究一经典力学的成就与局限性【情境探究】粒子对撞机可以把质子加速到接近光速,如图所示。经典力学是否适用于质子的运动规律?如何研究质子的运动规律?要点提示不适用。经典力学只适用于宏观低速运动,描述微观高速粒子的运动要用到量子力学。【方法突破】经典力学与相对论、量子力学的比较1.区别(1)经典力学适用于低速运动的物体;相对论是爱因斯坦假设阐述物体在以接近光速运动时所遵循的规律。(2)经典力学适用于宏观世界;量子力学能够正确描述微观粒子的运动规律。2.联系(1)当物体的运动速度远小于光速时,相对论物理学与经典物理学的结论没有区别。(2)当另一个重要常量即“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否定经典力学,经典力学是二者在一定条件下的特殊情形。【应用体验】典例1(2022黑龙江哈尔滨高一期末)2021年10月5日,三位科学家因为他们立于科学前沿探索世间奥秘,而共享诺贝尔物理学奖。物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程,关于相对论时空观与牛顿力学的局限性,下列说法正确的是(C)A.经典力学能够说明微观粒子的规律性,仍能适用于宏观物体的高速运动问题B.相对论与量子力学的出现否定了经典力学,表示经典力学已失去意义C.经典力学并不等于牛顿运动定律,牛顿运动定律只是经典力学的基础D.经典力学在现代广泛应用,它的正确性无可怀疑,仍是普遍适用的解析经典力学具有一定的局限性,只能适用于宏观、低速运动的物体,而对于微观、高速运动的物体则不适用,并不具有普遍性,故A、D错误;相对论与量子力学的出现并未否定经典力学,而是补充了经典力学的不足,它们并不能替代经典力学的地位,故B错误;经典力学并不等于牛顿运动定律,牛顿运动定律只是经典力学的基础,故C正确。易错提醒正确理解“高速”“微观”(1)所谓“高速”指的是相对于光速(300000km/s)来说,对于一般的物体来说很难达到这个速度,音速和光速相比还属于低速。(2)所谓“微观”指的是微观粒子(分子级别)的领域,我们通常所说的小颗粒等依然属于宏观领域。针对训练1下列物体的运动,不能用经典力学描述的是(B)A.复兴号列车高速行驶B.电子以接近光的速度运动C.神舟十三号飞船在轨道上运行D.辽宁号航空母舰在大海上航行解析经典力学描述的是宏观低速运动,复兴号列车高速行驶、神舟十三号飞船在轨道上运行、辽宁号航空母舰在大海上航行都属于宏观低速运动,经典力学能适用;而电子以接近光的速度运动属于高速、微观运动,经典力学不再适用,故选B。探究二对相对论中“两假设、两效应”的理解【情境探究】如图所示,高速运行的列车车厢,车顶上有一个反光镜,列车上一个人对着反光镜照射一束光。列车上的人和地面上的人观察到的光的往返时间是否相同?要点提示不同。【方法突破】1.两个假设(1)在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的。也就是说,物理学的定律与惯性系的选择无关。(2)真空中的光速在不同的