2022-2023学年高一物理同步讲义（人教 ）7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性（学生版）.pdf

第七章万有引力与宇宙航行

第5课相对论时空观与牛顿力学的局限性

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课程标准核心素养

1.了解相对论时空观，知道时间延缓效应和

长度收缩效应.1、物理观念：相对论时空观。

2.认识牛顿力学的成就、适用范围及局限2、科学思维：时间延缓效应，长度收缩效应。

性.3、科学探究：爱因斯坦的假设。

3.了解科学理论的相对性，体会科学理论是4、科学态度与责任：牛顿力学的成就与局限性。

不断发展和完善的．

知识精讲

知识点01相对论时空观

1．19世纪，英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了的存在，并证明电磁

波的传播速度等于．

2．1887年的迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明：在不同的参考系中，光的传

播速度都是的．

3．爱因斯坦假设：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是的；真空中的光

速在不同的惯性参考系中大小都是的．

4．时间延缓效应：完成同一动作，在惯性参考系上的时间间隔Δτ和在地面上的人的

Δτ

时间间隔Δt之间的关系是Δt＝v.

2

1－c

v

2

由于1－1，所以总有ΔtΔτ，此种情况称为时间延缓效应．

c

5．长度收缩效应：如果与杆相对静止的人测得杆长是l，沿着杆的方向，以相对杆

0v

v

2

运动的人测得杆长是l，那么两者之间的关系是l＝l01－c.

v

2

由于1－1，所以总有ll，此种情况称为长度收缩效应．

c0

6．相对论时空观：运动物体的长度(空间距离)和物理过程的快慢(时间进程)都跟物体的

运动状态有关．

【即学即练1】A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，v＞v，在地面上的人观

AB

察到的结果正确的是()

A．火箭A上的时钟走得最快

B．地面上的时钟走得最快

C．火箭B上的时钟走得最快

D．火箭B上的时钟走得最慢

知识点02牛顿力学的成就与局限性

1．电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性，它们的运动规

律在很多情况下不能用经典力学来说明，而量子力学能够正确地描述微观粒子的运动规律．

2．经典力学的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，

不适用于微观世界．

【即学即练2】一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向

飞行越过地球，下列说法正确的是()

A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m

B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m

C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c

D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c

能力拓展