6.6 经典力学的局限性—人教版高中物理必修二课件(共22张PPT)

(共22张PPT)
经典力学的局限性
【高中物理】【人教版必修2】
【第6章
万有引力与航天】
CONTENTS
引入
01
相对论
02
时空观
03
经典力学的速度受限
04
引
入
牛顿建立的经典力学已相当完善,爱因斯坦为什么还要提出相对论?
相对论是否全盘否定了牛顿的经典力学理论?
经典力学的局限性和适用范围？
01
01
引入
19世纪末、20世纪初，物理学有两个发现，一是美国人迈克尔逊和莫?雷的试验，证明绝对静止的空间是不存在的。而牛顿力学的前提是物体的运动与空间和时间没有关系，即时间和空间在牛顿那里是绝对静止的。二是高温物体辐射形成的光谱分析，即黑体辐射问题。经典物理学不能解释光谱分析中所发现的现象。这两个发现使得经典物理学在新的实践面前无能为力，原有的严密的体系出现了漏洞。因此被人们称为“?物理学上空的两朵乌云”。
物理学上空的两朵乌云
02
相对论
1905年出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特.爱因斯坦(1879——1955)发表了狭义相对论。这个理论指出在宇宙中唯-不变的是光线在真空中的速度,其它任何事物——速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系(特定观察)而变化。
相对论介绍
03
时空观
经典时空观
①同时的绝对性；
②时间间隔的绝对性；
③空间距离的绝对性；
时间、长度和质量这三?者都与参考系的运动无关。
03
时空观
相对论时空观
时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。
1两条基本假设
(1)不同惯性参考系，物理规律相同
(2)任何惯性系，光速不变
2狭义相对论结论
(1)同时是相对的
(2)动钟变慢
(3)动尺变短
(4)运动的物体质量变大
04
经典力学速度受限
在经典力学中，物体的质量是不随运动状态改变的。但是，按照20世纪初著名物理学家爱因斯坦建立的狭义相对论，质量要随物体运动速度的增大而增大。物体的质量与运动速度的关系:
式中m6是物体静止时的质量,m是物体速度为时的质量,c是真空中的光速。
可见,当v<经典力学(牛顿运动定律)在低速运动的物体(低速世界)中成立(适用)。
04
经典力学速度受限
经典力学难以解释微观粒子的运动:
科学家们发现,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，它们的运动在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20年代量子力学的出现,才很好地揭示了微观世界的基本规律。
经典力学(牛顿运动定律)在宏观世界中成立(适用)，微观世界不适用。
牛顿的科学方法
“科学足迹”中总结了牛顿的科学方法，这些科学方法值得我们借鉴。
重视实验:重视实验，从归纳入手，这是牛顿科学方法论的基础。
逻辑推论:为了归纳成功,不仅需要大量的可靠资料与广博的知识，而且要有清晰的逻辑头脑。
数学归纳:事物之间的本质联系只有通过数学才能归纳为能够测量、应用和检验的公式和定律。
总结
经典力学只适用于低速、宏观、弱引力的情况。
当物体的速度远小于光速c时,相对论物理学和经典物理学的结论没有区别。
当另一个重要的常数即“普朗克常量”可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别。
互为补充，互不矛盾，互不否定共同支撑起物理学科的骨架。
（单选题）1905年?爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的这两条基本假设是（
）
A、同时的绝对性与同时的相对性
B、运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C、时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D、相对性原理与光速不变原理
【例题1】
（单选题）1905年?爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的这两条基本假设是（
）
A、同时的绝对性与同时的相对性
B、运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C、时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D、相对性原理与光速不变原理
【例题1】
答案：D
分析：爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为:相对性和光速不变原理;其他内容均建立在这两点的基础之上;故选:?D。
（单选题）在狭义相对论中，下列说法正确的是（
）
A、在不同的惯性系中基本规律都是不等价的
B、在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关
C、在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度不相同
D、质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变的
【例题2】
（单选题）在狭义相对论中，下列说法正确的是（
）
A、在不同的惯性系中基本规律都是不等价的
B、在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关
C、在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度不相同
D、质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变的
【例题2】
答案：C
分析：A、根据相对性原理,物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式.故A错误；B、在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C.这叫光速不变原理，所以在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.故B正确；C、在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C.这叫光速不变原理故C错误.D、根据尺缩效应，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，尺子若沿垂直于尺子方向高速运动，尺子的长度不会变化.故D错误.故选:?B.
（单选题）关于经典力学和狭义相对论，下面说法正确的是（
）
A、经典力学适用于宏观、高速运动的物体
B、光速不变原理是狭义相对论基本假设之一
C、狭义相对论和经典力学是相互对立，互不相容的两种理论
D、狭义相对论认为不同的惯性参考系中，一切物理规律形式不同
【例题3】
（单选题）关于经典力学和狭义相对论，下面说法正确的是（
）
A、经典力学适用于宏观、高速运动的物体
B、光速不变原理是狭义相对论基本假设之一
C、狭义相对论和经典力学是相互对立，互不相容的两种理论
D、狭义相对论认为不同的惯性参考系中，一切物理规律形式不同
【例题3】
答案：B
分析：A、经典力学只适用于宏观世界，低速运动，故A错误;B、光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，故B正确;C、经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，即只要速度远远小于光速，经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式，故C错误;
D、狭义相对论认为不同的惯性参考系中，物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式，故D错误;故选B。
（单选题）关于狭义相对论的说法中正确的有（
）
A、在任何惯性系中力学规律都是相同的
B、真空中光速在不同惯性系中都是相同的
C、在任何不同的参考系中，一切物理规律都是相同的
D、只有在惯性系中一-切物理规律才是相同的
【例题4】
（单选题）关于狭义相对论的说法中正确的有（
）
A、在任何惯性系中力学规律都是相同的
B、真空中光速在不同惯性系中都是相同的
C、在任何不同的参考系中，一切物理规律都是相同的
D、只有在惯性系中一-切物理规律才是相同的
【例题4】
答案：A、B、D
分析:狭义相对论的两个基本假设是:光速不变原理和相对性原理;即在不同的惯性参考系中，-切物理规律都是相同的;真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的.故ABD正确，C错误.故选:?ABD
（单选题）根据狭义相对论下列说法正确的是（
）
A、一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，竹竿的长度会缩短
B、对于确定的物体，无论运动速度有多大，物体的质量都不会改变
C、宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢了
D、宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船?上的人观察?飞船上的时钟变慢了
【例题4】
（单选题）根据狭义相对论下列说法正确的是（
）
A、一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，竹竿的长度会缩短
B、对于确定的物体，无论运动速度有多大，物体的质量都不会改变
C、宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢了
D、宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船?上的人观察?飞船上的时钟变慢了
【例题4】
答案：C
分析：?根据尺缩效应，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，尺子若沿垂直于尺子方向高速运动，尺子的长度不会变化.故A错误;根据狭义相对论的基本结论，速度越大，质量越大.故B错.根据钟慢效应，宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船是在做高速运动，所以飞船上的时钟变慢了.故C正确.根据钟慢效应，宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船的人观察?飞船是不运动的，所以飞船上的时钟没有变慢了，正常走时.故D错.故选C。
THANKS
谢谢聆听