2012高一物理课件：第五章 第一节 经典力学的成就与局限性 第二节 经典时空观与相对论的空观 （粤教版必修2）

(共12张PPT)
第五章
经典力学与物理学革命
第一节 经典力学的成就与局限性
第二节 经典时空观与相对论时空观
一、经典力学的发展历程和成就
观察实验
科学思维
1．17 世纪，伽利略发展了__________、__________与_____
相结合的方法，并发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原
理，奠定了动力学的基础．
数学
2．牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基
础上，采用____________、____________的方法，建立了一套
完整的经典力学体系．
归纳与演绎
综合与分析
3．经典力学把___________和____________的运动统一起
来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，实现了人类对自
然界认识的第一次理论大综合．
天上物体
地上物体
4．经典力学的应用受到物体运动速率的限制，即其只适用
于处理_______运动的物体．
低速
微观
5．牛顿运动定律不适用于_______领域中物质结构和能量
不连续的现象．
惯性参考系
惯性系
二、经典时空观与相对论时空观
非惯性系
1．凡是牛顿运动定律成立的参考系就称为___________，
简称_______；而牛顿定律不成立的参考系称为_________．
2．所有相对于惯性系做匀速直线运动的参考系都是______，
而相对于惯性系做变速运动的参考系都是_________，应用牛顿
运动定律时必须选择_______．
非惯性系
惯性系
惯性系
3．伽利略相对性原理：对于所有惯性系，力学规律都是相
同的，或者说，一切惯性系都是_______．伽利略相对性原理表
明，对于两个做匀速直线运动的惯性系来说，我们不能判断哪
个惯性系处于绝对静止或绝对运动状态．
等效的
4．相对论时空观的两个基本假设：第一是___________，
第二是______________．
相对性原理
光速不变原理
5．相对论的四条重要结论是：
(1)___________________；
(2)_________________；
(3)_________________；
(4)______________________________．
物体质量随速度的增加而增大
“同时”的相对性
运动的时钟变慢
运动的尺子缩短
要点1
经典力学的适用范围
经典力学只适用于低速的宏观物体，而对于高速运动的接
近光速的物体以及微观领域中物质结构和能量不连续的现象，
经典力学不再适用．
解析：经典力学不适用于高速物体，“高速”指的是接近
光速 c＝3.0×108 m/s.而火箭、宇宙飞船和宇宙探测器的速度均
远小于光速，对答案 A、B、C 所叙述的物体经典力学均适用，
对于微观粒子，一般情况下，经典力学不适用．
答案：D
【例1】经典力学不能适用于下列哪些运动(
)
A．火箭的发射
C．“勇气号”宇宙探测器
B．宇宙飞船绕地球运动
D．微观粒子的波动性
1．下列说法正确的是(
)
B
A．牛顿运动定律就是经典力学
B．经典力学的基础是牛顿运动定律
C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有问题
D．经典力学可以解决自然界中所有问题
解析：经典力学包括的内容分为力、热、电、光、原五大
部分．经典力学是以牛顿定律为基础的．
要点2
经典时空观与相对论时空观的理解
经典时空观认为时间和空间彼此独立，互不关联．相对论时
空观认为时间与空间相互联系，主要有：“同时”的相对性，运
动的尺子变短，运动的时钟变慢，物体质量随速度的增大而增大．
【例2】(双选)联系相对论时空观，判断下列有关质量和长
度说法中正确的是(
)
A．物体的质量与运动状态无关
B．物体的质量与运动状态有关，只是在速度较低的情况
下，变化忽略不计
C．物体的长度与运动状态无关
D．物体的长度与运动状态有关，只是在速度较低的情况
下，变化忽略不计
解析：理解相对论时空观的四个主要观点．
答案：BD
2．A、B、C 是三个完全相同的时钟，A 放在地面上，B、
C 分别放在两个火箭上，以速度 vB 和 vC 朝一方向飞行，vB＜vC.
地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢(
)
C
A．A 时钟
C．C 时钟
B．B 时钟
D．三个时钟一样慢
解析：根据相对论时空观，速度越大时钟越慢，显然选项
C 正确．
忽略经典力学与相对论的适用范围
经典力学的适用范围是低速宏观的物体；相对论的适用范
围是高速运动的物体，这个速度接近光的速度．
【例3】关于时间、长度和质量的测量，下列说法正确的
是(
)
A．时间均匀流逝，物体的长度一定，它们与参考系的速
度无关
B．物体的质量是物体的固有属性，无论在哪一个参考系
中测量都是一样的
C．物体的速度越大，物体的质量越大
D．无论是时间、长度，还是质量，其测量都与所选的参
考系的速度有关
错因：忽略了经典力学和相对论的适用范围，不知道选项
C、D 到底哪一个正确．
正解：只有在参考系的速度与光速相接近时，相对论才是
成立的，当物体的速度远远小于光速时，尽管速度增加，物体
的长度、质量以及过程所经历的时间都可以看成是不变的．
答案：D
3．对时间、空间的理解，下列说法正确的是(
)
C
A．时间均匀流逝，与外界无关
B．空间从不运动，永远不变，与外界任何事物无关
C．一个事件的发生所用的时间，在不同参考系里测量是
不一样的
D．空间与时间彼此独立、互不关联
解析：经典力学认为空间与时间彼此独立、互不关联，这
就是牛顿的绝对时空观．当参考系的速度达到可以和光速相比
时，时间、空间和物质的运动密切关联，这就是相对论时空观．
A、B、D 显然是绝对时空观的观点，C 是相对论时空观的观点．