相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性-課件

精品課件高中物理必修2第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行新人教版

相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性特級(jí)教師優(yōu)秀課件精選教學(xué)目標(biāo)了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍初步了解微觀和高速世界中的奇妙現(xiàn)象了解相對(duì)論、量子論的建立對(duì)人類深入認(rèn)識(shí)客觀世界的作用，知道物理學(xué)改變?nèi)藗兪澜缬^的作用教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍高速運(yùn)動(dòng)的物體，速度和質(zhì)量之間的關(guān)系牛頓牛頓運(yùn)動(dòng)定律研究的是運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系我們知道了物體做各種運(yùn)動(dòng)的原因我們可以創(chuàng)設(shè)條件,控制物體,按照我們的想法去運(yùn)動(dòng)!萬(wàn)有引力定律研究的是天上物體的運(yùn)動(dòng)我們利用它們來(lái)計(jì)算天體的質(zhì)量還發(fā)現(xiàn)了未知天體探測(cè)月球探測(cè)火星,去探索更遠(yuǎn)的宇宙遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓

經(jīng)典力學(xué)的成就牛頓牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)萬(wàn)有引力定律更確立了牛頓的地位建立了完整的經(jīng)典力學(xué)體系如果說(shuō)我看得遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟?/p>

經(jīng)典力學(xué)的成就哥白尼伽利略笛卡爾開普勒提出日心說(shuō)

自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律力學(xué)相對(duì)性原理慣性定律開普勒三定律

科學(xué)家對(duì)經(jīng)典力學(xué)的貢獻(xiàn)我們不僅學(xué)習(xí)了經(jīng)典力學(xué)的知識(shí)，而且還學(xué)習(xí)了科學(xué)的研究方法

伽利略研究落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程：邏輯推理猜想與假說(shuō)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推經(jīng)典力學(xué)的成就-科學(xué)的研究方法從地面上的物體、大到天體的運(yùn)動(dòng),經(jīng)典力學(xué)在廣闊的領(lǐng)域里,與實(shí)際相符合,這個(gè)顯示了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性，當(dāng)然也顯示了經(jīng)典力學(xué)的魅力但是，到了19世紀(jì)，經(jīng)典力學(xué)遇到了一些困難知道牛頓經(jīng)典力學(xué)只適用于低速

了解高速（接近光速）時(shí)要使用狹義相對(duì)論

知道牛頓經(jīng)典力學(xué)是狹義相對(duì)論在低速時(shí)的近似

低速經(jīng)典力學(xué)的局限性—從低速到高速實(shí)驗(yàn)室中測(cè)定μ子的壽命只有2微秒

在地面上，應(yīng)該檢測(cè)不到高空下來(lái)的μ子科學(xué)家偏偏在地面上檢測(cè)到了高空下來(lái)的μ子在萬(wàn)米高空產(chǎn)生的u子，以0.99c的速度穿越大氣層算一下

u子穿越需要多久？大約33微秒

理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)際偏差很大？1905年發(fā)表狹義相對(duì)論很清楚地解釋了為何在地面上能檢測(cè)到μ子

從高速運(yùn)動(dòng)的μ子看大氣層,大氣層變薄了站在地面上的人看高速運(yùn)動(dòng)的μ子,μ子的壽命變長(zhǎng)了愛(ài)因斯坦尺縮效應(yīng)鐘慢效應(yīng)

經(jīng)典力學(xué)的局限性—從低速到高速相對(duì)論時(shí)空觀兩條基本假設(shè)認(rèn)為：經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為：1、不同慣性參考系，物理規(guī)律相同2、任何慣性系光速不變1、同時(shí)是相對(duì)的2、動(dòng)尺變短3、動(dòng)鐘變慢4、運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量變大

1、同時(shí)是絕對(duì)的2、時(shí)間間隔是絕對(duì)的3、空間距離是絕對(duì)的時(shí)間、長(zhǎng)度與質(zhì)量都和物體的運(yùn)動(dòng)有關(guān)時(shí)間、長(zhǎng)度與質(zhì)量都和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有關(guān)系經(jīng)典力學(xué)的局限性—時(shí)間和空間狹義相對(duì)論認(rèn)為物體的質(zhì)量m和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)物體速度為v時(shí)的質(zhì)量物體靜止時(shí)的質(zhì)量真空中的光速

經(jīng)典力學(xué)的局限性—從低速到高速在高空中以速度

飛行的飛機(jī)，其質(zhì)量為其靜止時(shí)質(zhì)量的多少倍？如果以上飛機(jī)的速度達(dá)到

，那么此時(shí)其質(zhì)量為靜止時(shí)質(zhì)量的多少倍？經(jīng)典力學(xué)完全適用經(jīng)典力學(xué)不再適用此時(shí)，利用狹義相對(duì)論來(lái)解決問(wèn)題動(dòng)尺變短又是怎么回事兒呢？

經(jīng)典力學(xué)的局限性—從低速到高速狹義相對(duì)論認(rèn)為物體的長(zhǎng)度l和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)動(dòng)鐘變慢是怎么回事兒？物體速度為v時(shí)的長(zhǎng)度物體靜止時(shí)的長(zhǎng)度真空中的光速

經(jīng)典力學(xué)的局限性—從低速到高速狹義相對(duì)論認(rèn)為物體生命過(guò)程的持續(xù)時(shí)間t和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)經(jīng)典力學(xué)在研究

運(yùn)動(dòng)物體的問(wèn)題時(shí)具有局限性高速（接近光速）

真空中的光速物體靜止時(shí)的時(shí)間

物體速度為v時(shí)的時(shí)間

經(jīng)典力學(xué)的局限性—從低速到高速19世紀(jì)末和20世界初，物理學(xué)研究深入到微觀世界經(jīng)典力學(xué)又遇到了困難知道牛頓經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀，微觀要使用量子力學(xué)

知道牛頓經(jīng)典力學(xué)只適用于弱引力，微觀要使用廣義相對(duì)論

宏觀、弱引力倫琴湯姆生貝克勒爾發(fā)現(xiàn)X射線

發(fā)現(xiàn)電子

發(fā)現(xiàn)天然放射線

經(jīng)典力學(xué)的局限性—從宏觀到微觀電子穿過(guò)小孔以后，到達(dá)了影子區(qū)域經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋這一現(xiàn)象經(jīng)典力學(xué)的局限性—從宏觀到微觀二十世紀(jì)二十年代普朗克創(chuàng)立量子力學(xué)很好地解釋了這種微觀現(xiàn)象經(jīng)典力學(xué)在微觀領(lǐng)域具有局限性普朗克經(jīng)典力學(xué)的局限性—從宏觀到微觀經(jīng)典力學(xué)在研究強(qiáng)引力問(wèn)題時(shí)，遇到了困難

天王星軌道的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況，跟用牛頓運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算出來(lái)的理論有差異用牛頓力學(xué)發(fā)現(xiàn)了海王星

經(jīng)典力學(xué)的局限性—從弱引力到強(qiáng)引力后來(lái)發(fā)現(xiàn)水星軌道的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況與牛頓運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算出來(lái)的理論也有差異用牛頓力學(xué)計(jì)算出“祝融星”未觀測(cè)到，這顆未知行星不存在經(jīng)典力學(xué)在強(qiáng)引力領(lǐng)域具有局限性

？經(jīng)典力學(xué)的局限性—從弱引力到強(qiáng)引力愛(ài)因斯坦在1915年,愛(ài)因斯坦發(fā)表了

廣義相對(duì)論很好地解釋了水星的軌道根據(jù)牛頓萬(wàn)有引力定律，引力與距離有“平方反比”規(guī)律經(jīng)典力學(xué)的局限性—從弱引力到強(qiáng)引力假定一個(gè)球形天體的總質(zhì)量不變，壓縮它的半徑到原來(lái)的二分之一，引力增到原來(lái)的四倍愛(ài)因斯坦引力理論表明，這個(gè)力實(shí)際上增加得更快些愛(ài)因斯坦同時(shí)還預(yù)言光線在強(qiáng)引力的作用下可以彎曲在地球上一定區(qū)域的人，可以看到太陽(yáng)背后的那顆恒星1919年，5月29日，發(fā)生日全食，英國(guó)的考察隊(duì)在幾內(nèi)亞灣和巴西觀測(cè)到了那顆恒星，預(yù)言被證實(shí)經(jīng)典力學(xué)的局限性—從弱引力到強(qiáng)引力有些情況下，經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論會(huì)與事實(shí)有很大的偏差，以至于不再適用。請(qǐng)說(shuō)出哪些情況下經(jīng)典力學(xué)顯現(xiàn)了這樣的局限性。經(jīng)典力學(xué)在高速、微觀、強(qiáng)引力領(lǐng)域具有局限性問(wèn)題與練習(xí)我想知道為什么?

我想知道為什么?

我想知道為什么我想知道為什么?

我想知道,究竟為什么,

我非要知道為什么我想知道為什么?費(fèi)曼學(xué)無(wú)止境當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速c時(shí)，相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即“普朗克常數(shù)”可以忽略不計(jì)時(shí)，量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒(méi)有區(qū)別經(jīng)典力學(xué)適用