全优课堂·物理·必修第二册(粤教版)·课件 第5章　第1、2、3节 牛顿力学的成就与局限性、相对论时空观、宇宙起源和演化.pptx

第五章牛顿力学的局限性与相对论初步; 1.知道牛顿力学的成就和局限性，了解物理学发展的历史.2.知道光速不变原理，了解相对论的时间延缓效应和长度收缩效应.3.了解宇宙模型和宇宙的演化过程.4.知道黑洞及宇宙大爆炸理论．;课前·自主预习;1．牛顿力学的成就

(1)实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合．

(2)确定了自然科学理论应有的基本特征．

(3)将“实验和数学”相结合的方法推广到物理学的各个分支，形成了完整的经典力学体系．;2．牛顿力学的局限性和适用范围

(1)牛顿力学只适用于________运动，不适用于高速运动．

(2)只适用于________世界，不适用于微观世界．

(3)只适用于________情况，不适用于强引力情况．;1．绝对时空观

(1)________的绝对性．

(2)________间隔的绝对性．

(3)________距离的绝对性．

(4)________、________和________这三者都与参考系的运动无关．

2．相对论时空观

(1)相对性原理：在所有的惯性参考系中，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惯性参考系中大小都是________的．

(3)时间延缓效应：相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δt，而地面上的人观察

到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt′，则Δt′＝_________.

(4)长度收缩效应：与杆相对静止的人测得杆长为l，沿着杆的方向

以v相对杆运动的人测得杆长为l′，则l′＝____________．;1．两种近现代宇宙模型

(1)静态宇宙模型——由弯曲空间构成，没有边界、没有中心，但在整体上是有限的、静态的宇宙．

(2)动态宇宙模型——宇宙中的物质从宏观大尺度来说分布是均匀的，从各方向看都是一样的，并且随着时间的变化，宇宙在不断______．

2．宇宙膨胀模型的两种对立的理论：稳恒态宇宙模型和_________

______.;3．1929年，美国天文学家______通过观测发现遥远的星系在彼此远离，这为动态宇宙模型观点提供了有力的证据．

4．1964年，美国无线电工程师彭齐亚斯和威尔逊发现了_________

_________，对大爆炸理论提供了有力的证据．

5．2016年，激光干涉引力波天文台科学合作组织(LIGO)宣布探测到________，打开了宇宙研究的新窗口，同时也再次印证了爱因斯坦的____________．

6．一般认为，我们所居住的太阳系大约形成于______年前．;课堂·重难探究;1．经典力学只适用于处理物体的低速运动(v?c).

2．经典力学不适用于微观领域中能量不连续的运动．

3．经典力学规律只在惯性参考系中成立——经典力学规律只能用于宏观、低速(与光速相比)的情形，且只在惯性参考系中成立．;例1(多选)(2023年茂名阶段检测)如图甲所示，质子束被加速到接近光速；如图乙所示，中子星是质量、密度非常大的星体．下列说法正确的是 ();A．牛顿力学适用于质子束的运动规律

B．牛顿力学不适用于质子束的运动规律

C．牛顿力学适用于中子星的引力规律

D．牛顿力学不适用于中子星的引力规律

【答案】BD

【解析】牛顿力学适用于宏观、低速物体的运动规律，不适用于质子束的运动规律，也不适用于中子星的引力规律．故B、D正确．;变式1(2023年广州番禺区期末)下列运动，不能用牛顿力学规律描述的是 ()

A．“天问一号”绕火星运动 B．粒子接近光速运动

C．人随电梯上升 D．高铁从广州驶向杭州

【答案】B

【解析】“天问一号”绕火星运动、人随电梯上升、高铁从广州驶向杭州都属于宏观、低速运动，故经典力学均能适用，而粒子接近光速运动属于微观高速运动，经典力学不适用，故A、C、D错误，B正确．;例2如图所示，一同学在教室上课，教室的长度为9m，教室中间位置有一光源．有一飞行器从前向后高速通过教室外侧，已知光速为c、飞行器中的飞行员认为 ()

A．教室中的时钟变快

B．教室的长度大于9m

C．从光源发出的光先到达教室后壁

D．光源发出的光，向后的速度小于c;【答案】C

【解析】根据爱因斯坦的相对论，可知飞行器中的飞行员认为看到教室中的时钟变慢，教室的长度变短，即长度小于9m，A、B错误；教室中的人认为，光向前向后传播的速度相等，光源在教室中央，光同时到达前后两壁．飞行器中的飞行员是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向后壁传播的路程短些，到达后壁的时刻早些，C正确．根据光速不变原理，不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的，D错误．;变式2(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢