粤教版高中物理必修第二册 第五章 牛顿力学的局限性与相对论初步第一～三节课时教学课件(共15张PPT)

(共15张PPT)
第一～三节　牛顿力学的成就与局限性　相对论时空观宇宙起源和演化
核心素养点击
物理观念 (1)了解伽利略相对性原理，了解牛顿的绝对时空观
(2)知道狭义相对论的两个基本原理的内容；知道狭义相对论关于时空相对性的主要结论
(3)关注宇宙的起源和演化的研究进程，了解什么是科学探究和科学思维
(4)初步了解宇宙中包含什么
科学思维 (1)知道在可靠的实验事实基础上进行科学推理、合理假设等科学研究方法的重要性
(2)初步了解时间延缓效应和长度收缩效应的主要内容及推理的思维过程
科学态度与责任 (1)通过学习，体会科学理论既具有相对稳定性，又是不断发展完善的
(2)通过学习，体会在科学研究中不放过丝毫疑惑、严谨认真的态度和责任
(3)了解人类对宇宙永不停息的探索历程，体会科学家进行科学探究的态度和责任
1．填一填
(1)绝对时空观。
(2)牛顿力学的成就。
牛顿力学把宇宙中的天体和地面上的物体的运动 。
(3)牛顿力学的局限性和适用范围。
牛顿力学只适用于 (远小于光速)、 (人类可感知尺度)、弱引力场(如地球附近)和计量精度要求不高的情况，不适用于 、 的情况。
统一起来
低速
宏观
微观
高速
2．选一选
下列说法正确的是 (　　)
A．牛顿定律就是经典力学
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的问题
D．经典力学可以解决自然界中所有的问题
解析：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；经典力学并非万能，也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题。因此只有B项正确。
答案：B　
1．填一填
(1)狭义相对论的基本假设。
①相对性原理：在所有的惯性参考系中，一切物理规律都是 。
②光速不变原理：在所有的惯性参考系中，测得的真空中的光速都 。
相同的
相同
(4)时空弯曲。
爱因斯坦的广义相对论认为，由于物质的存在，空间和时间会发生 ，天体之间的引力作用是时空弯曲的结果。
弯曲
2．判一判
(1)时间延缓效应是说时钟走得慢了。 ( )
(2)长度的收缩效应表明物体真实长度变小。 ( )
(3)时空弯曲是在引力场或惯性系中产生的。 ( )
×
×
×
3．想一想
如图，一列火车沿平直轨道飞快地匀速行驶，车厢中央的光源发出了一个闪光，闪光照到了车厢的前壁和后壁，思考以下两个问题：
(1)甲图中，车上的观察者观察到闪光是否同时到达前后两壁。
提示：车上的观察者以车厢为参考系，闪光同时到达前后两壁。
(2)乙图中，车下的观察者观测到的结果是怎样的？
提示：车下的观察者以地面为参考系，观察到闪光先到达后壁，后到达前壁。
(1)古代宇宙模型。
①中国古代的“ ”；
②古希腊亚里士多德和托勒密的“ ”；
③哥白尼提出的“ ”。
(2)近现代宇宙模型。
①爱因斯坦“ ”宇宙模型；
②费里德曼提出的 ；
③伽莫夫提出的 ；
④固斯提出的 。
(3)宇宙学的新进展。
①宇宙微波背景辐射；
②暗物质和暗能量。
盖天说
地心说
日心说
有限无界
动态宇宙模型
大爆炸理论
暴胀理论
[重难释解]
1．两个基本原理
(1)相对性原理：所有物理规律在一切惯性参照系中都具有相同的形式。也就是说，物理学定律与惯性系的选择无关。
(2)光速不变原理：在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都一样。也就是说，不管光源与观察者的相对运动如何，在任一惯性系中的观察者所观测到的真空中的光速都是相等的。
一支静止时长度为30 m的火箭以3 km/s的速度从观察者的身边飞过。
(1)观察者测得火箭的长度应为多少？
(2)火箭上的人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？
(4)火箭内完好的手表走过了1 min，地面上的人认为经过了多少时间？
理解相对论效应的两点注意
(1)时间延缓效应是一种观测效应，不是时钟走快了或走慢了，也不是被观测过程的节奏变化了。
(2)长度收缩效应也是一种观测效应，不是物体本身发生了收缩。另外，在垂直于运动方向上不会发生收缩效应。
[素养训练]
如果飞船以0.75c的速度从你身边飞过，飞船上的人看飞船上的一个灯亮了10 min，你观测到这个灯亮的时间约为多少？