粤教版高中物理必修第二册精品课件 第5章 牛顿力学的局限性与相对论初步 第五章 牛顿力学的局限性与相对论初步.ppt

解析开普勒在研究第谷的观测记录的基础上,总结出行星绕太阳运动的定律;牛顿提出来万有引力定律,解释了行星绕太阳运动的原因,A错误;牛顿在前人的研究基础上,总结出万有引力定律,卡文迪许测出了万有引力常量,B错误;牛顿运动定律有其局限性,仅适用于解决宏观低速问题,不能适用于高速、微观的粒子,C正确;爱因斯坦提出的相对论,并没有否定牛顿的万有引力定律,D错误.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(3×108m/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.对点演练1.关于经典力学的局限性与相对论,下列说法正确的是()A.由于经典力学有局限性,所以一般力学问题都用相对论力学来解决B.狭义相对论认为物理规律在所有的参照系中具有相同的形式C.如果火箭的速度达到200km/s,有关速度问题不能用经典力学来处理D.引力波的直接探测,给广义相对论的实验验证画上了圆满的句号D解析经典力学适用于宏观、低速物体,因此一般力学问题可以用经典力学来解决,A错误;狭义相对论认为物理规律在所有的惯性参照系中具有相同的形式,B错误;光速为3×108m/s,火箭的速度达到200km/s,相对于光速,仍然属于低速,所以火箭的速度达到200km/s,有关速度问题仍然能用经典力学来处理,C错误;引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”,引力波的直接探测,给广义相对论的实验验证画上了圆满的句号,D正确.探究点二狭义相对论的主要结论导学探究如图,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(图甲)和地面上的人(图乙)观察到的光的往返时间是否相同?提示不同.知识归纳1.时间延缓效应在相对论时空观中,运动时钟与静止时钟的关系:,由上式可以看出vc,ΔtΔt,因此如果某时钟所显示的某个物理过程经历的时间间隔小,我们称该时钟走得慢,所以我们说运动的钟比静止的钟走得慢.这种效应被称为时间延缓.2.长度收缩效应按照狭义相对论时空观,空间也与运动密切相关,即对某物体空间广延性的观测,与观测者和该物体的相对运动有关.观测长度l与静止长度l之间的关系:,由于vc,所以ll,这种长度观测效应被称为长度收缩.典例剖析【例题2】半人马星座α星是离太阳系最近的恒星,它距地球为4.3×1016m.设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间.(1)若宇宙飞船的速率为0.999c,按地球上时钟计算,飞船往返一次需多少时间?(2)如以飞船上时钟计算,往返一次的时间又为多少?解析(1)由于题中恒星与地球的距离s和宇宙飞船的速度v均是地球上的观察者测量的,故飞船往返一次,地球时钟所测时间间隔=2.87×108s.(2)可从相对论的时间延缓效应考虑.把飞船离开地球和回到地球视为两个事件,显然飞船上的钟测出两事件的时间间隔Δt是固定的,地球上所测的时间间隔Δt与Δt之间满足时间延缓效应的关系式.以飞船上的时钟计算,飞答案(1)2.87×108s(2)1.28×107s规律总结时间延缓效应和长度收缩效应的应用方法(1)①“钟慢效应”或“动钟变慢”是在两个不同惯性系中进行时间比较的一种效应,不要认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化,而是在不同参考系中对时间的观测效应.②运动时钟变慢完全是相对的,在两个惯性参考系中的观测者都将发现对方的钟变慢了.(2)①长度收缩效应是狭义相对论时空观的一种体现,即在不同惯性系中的观测者对同一物体的同一个空间广延性进行观测,测得的结果不同.②这种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不变.对点演练2.一支静止时长l的火箭以v的速度从观察者的身边飞过.(1)火箭上的人测得火箭的长度应为多少?(2)观察者测得火箭的长度应为多少?(3)如果火箭的速度为光速的二分之一,观察者测得火箭的长度应为多少?解析(1)火箭上的人测得的火箭长度与火箭静止时测得的长度相同,即为l.学以致用·随堂检测全达标12341.(经典力学的成就与局限性)(多选)关于牛顿力学的伟大成就,下列论述正确的是()A.牛顿力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合B.牛顿力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在C.牛顿力学第一次向人们展示了时间的相对性D.人们借助于牛顿力学中的研究方法,建立了完整的经典物理学体系AD解析牛顿力学把天上物体和地面上物体的运动统一了