《相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性》萬有引力與宇宙航行PPT
第一部分內(nèi)容：學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、知道牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍。
2、了解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用。
3、知道質(zhì)量與速度的關(guān)系，知道高速運(yùn)動(dòng)中必須考慮速度隨時(shí)間的變化。
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相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性PPT，第二部分內(nèi)容：新課導(dǎo)入
按照狹義相對(duì)論，不僅“同時(shí)”是相對(duì)的，有時(shí)候，甚至事情的先后也都是相對(duì)的。舉一個(gè)例子，一節(jié)長為10米的列車，A在車后部，B在車前部。當(dāng)列車以0.6c的高速度通過一個(gè)站臺(tái)的時(shí)候,突然站臺(tái)上的人看到A先向B開槍,過了12.5毫微秒,B又向A發(fā)射。因而站臺(tái)上的人作證：這場槍戰(zhàn)是由A挑起的。但是，車上的乘客卻提供相反的情況，他們說，是B先開槍，過了10毫微秒，A才動(dòng)手。事件是由B發(fā)動(dòng)的。
到底是誰先動(dòng)手呢？沒有絕對(duì)的答案。在這個(gè)具體事件中，誰先誰后是有相對(duì)性的。在列車參考系中，B先A后，而在車站參考系中則是A先B后。甚至于飛船上的人可能會(huì)看到你先把蘋果吃了，再看到蘋果掉在了地上。
（1）相對(duì)時(shí)間
狹義相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間不是絕對(duì)的（即固定不變的）。愛因斯坦指出，隨著物體（觀察者所見到的）運(yùn)動(dòng)速度的加快，時(shí)間會(huì)變慢。
使用同步原子鐘已證實(shí)了這個(gè)結(jié)論的正確性，將一個(gè)鐘表留在地面上，而攜帶另一個(gè)以很快速度移動(dòng)（如在噴氣式飛機(jī)上），隨后進(jìn)行比較，靜止的鐘表總比另一個(gè)稍微快一點(diǎn)。
（2）相對(duì)長度
愛爾蘭物理學(xué)家佛茲杰拉德(1851─1901)提出，物質(zhì)會(huì)在運(yùn)動(dòng)的方向上收縮（縮�。�，這意味著根據(jù)一個(gè)靜止觀察者的觀點(diǎn)，一枚以接近光線運(yùn)行的火箭所表現(xiàn)出的長度會(huì)比它靜止時(shí)更短，盡管乘坐火箭的人看來并沒有什么兩樣。
愛因斯坦指出，任何物體以光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其長度將會(huì)縮短為零。
從宏觀到微觀
19世紀(jì)末-20世紀(jì)初，深入到微觀領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有粒子性，同時(shí)還具有波動(dòng)性，很多情況下經(jīng)典力學(xué)說明不了。
愛因斯坦提出的光子的概念，認(rèn)為光既是電磁波，又是一份一份傳播的
原子中的電子只能在分立的特定軌道上運(yùn)動(dòng)，只有從一個(gè)軌道跳躍到另一個(gè)軌道。中間不連續(xù)。
任何物體都具有波動(dòng)性，你坐在椅子上，你是波動(dòng)的，有波長。
物體的位置是不確定的，只能用幾率來反映
從弱引力到強(qiáng)引力
1.物體間的萬有引力是弱引力，經(jīng)典力學(xué)適用
2.天體半徑減小到一定程度時(shí)(太陽的引力半徑為3 km，地球的引力半徑為1 m,如白矮星)，天體間的引力就趨于無窮大 ，強(qiáng)引力。黑洞這種極端條件下的宇宙天體。它有極強(qiáng)的吸引力，黑洞本身的巨大質(zhì)量造成空間彎曲
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相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性PPT，第三部分內(nèi)容：課堂練習(xí)
題組一 經(jīng)典力學(xué)與經(jīng)典時(shí)空觀
題1 2016年2月11日，科學(xué)家宣布探測到引力波的存在。引力波是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證愛因斯坦相對(duì)論的最后一塊缺失的“拼圖”，相對(duì)論在一定范圍內(nèi)彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)的局限性。關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說法正確的是（ �。�
A.經(jīng)典力學(xué)完全適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)
B.經(jīng)典力學(xué)取得了巨大成就，是普遍適用的
C.隨著物理學(xué)的發(fā)展，經(jīng)典力學(xué)將逐漸成為過時(shí)的理論
D.隨著相對(duì)論、量子論的提出，經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)失去了它的應(yīng)用價(jià)值
【解析】A對(duì)：經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，宏觀物體是相對(duì)于微觀粒子而言的。
B錯(cuò)：經(jīng)典力學(xué)取得了巨大的成就，但它也具有一定的局限性，并不是普遍適用的。
C、D錯(cuò)：在微觀高速情況下，要用量子力學(xué)和相對(duì)論來解釋，但是并不會(huì)因?yàn)橄鄬?duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，就否定了經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)不會(huì)過時(shí)也不會(huì)失去價(jià)值。
【答案】 A
題2［2019•廣東佛山一中高一檢測］經(jīng)典力學(xué)不能適用下列哪些運(yùn)動(dòng)（ �。�
A. 火箭的發(fā)射
B. 微觀粒子的波動(dòng)性
C. “勇氣號(hào)”火星探測器在太空的運(yùn)動(dòng)
D. 宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)
題3［多選］下列說法正確的是（ �。�
A. 不論是對(duì)宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的
B. 當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度很大（接近光速）時(shí)，經(jīng)典力學(xué)理論所得的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間出現(xiàn)了較大的偏差
C. 在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨物體速度增大而減小
D. 牛頓的引力理論不能用于中子星表面
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