《相對論時(shí)空觀(guān)與牛頓力學(xué)的局限性》萬(wàn)有引力與宇宙航行PPT
第一部分內容：學(xué)習目標
1、知道牛頓運動(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)中的廣泛應用。
3、知道質(zhì)量與速度的關(guān)系，知道高速運動(dòng)中必須考慮速度隨時(shí)間的變化。
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相對論時(shí)空觀(guān)與牛頓力學(xué)的局限性PPT，第二部分內容：新課導入
按照狹義相對論，不僅“同時(shí)”是相對的，有時(shí)候，甚至事情的先后也都是相對的。舉一個(gè)例子，一節長(cháng)為10米的列車(chē)，A在車(chē)后部，B在車(chē)前部。當列車(chē)以0.6c的高速度通過(guò)一個(gè)站臺的時(shí)候,突然站臺上的人看到A先向B開(kāi)槍,過(guò)了12.5毫微秒,B又向A發(fā)射。因而站臺上的人作證：這場(chǎng)槍?xiě)鹗怯葾挑起的。但是，車(chē)上的乘客卻提供相反的情況，他們說(shuō)，是B先開(kāi)槍?zhuān)^(guò)了10毫微秒，A才動(dòng)手。事件是由B發(fā)動(dòng)的。
到底是誰(shuí)先動(dòng)手呢？沒(méi)有絕對的答案。在這個(gè)具體事件中，誰(shuí)先誰(shuí)后是有相對性的。在列車(chē)參考系中，B先A后，而在車(chē)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(píng)果吃了，再看到蘋(píng)果掉在了地上。
（1）相對時(shí)間
狹義相對論認為時(shí)間不是絕對的（即固定不變的）。愛(ài)因斯坦指出，隨著(zhù)物體（觀(guān)察者所見(jiàn)到的）運動(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）相對長(cháng)度
愛(ài)爾蘭物理學(xué)家佛茲杰拉德(1851─1901)提出，物質(zhì)會(huì )在運動(dòng)的方向上收縮（縮�。�，這意味著(zhù)根據一個(gè)靜止觀(guān)察者的觀(guān)點(diǎn)，一枚以接近光線(xiàn)運行的火箭所表現出的長(cháng)度會(huì )比它靜止時(shí)更短，盡管乘坐火箭的人看來(lái)并沒(méi)有什么兩樣。
愛(ài)因斯坦指出，任何物體以光速運動(dòng)時(shí)，其長(cháng)度將會(huì )縮短為零。
從宏觀(guān)到微觀(guān)
19世紀末-20世紀初，深入到微觀(guān)領(lǐng)域，發(fā)現電子、質(zhì)子、中子等微觀(guān)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(shuō)明不了。
愛(ài)因斯坦提出的光子的概念，認為光既是電磁波，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動(dòng)，只有從一個(gè)軌道跳躍到另一個(gè)軌道。中間不連續。
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(cháng)。
物體的位置是不確定的，只能用幾率來(lái)反映
從弱引力到強引力
1.物體間的萬(wàn)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(yáng)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(wú)窮大 ，強引力。黑洞這種極端條件下的宇宙天體。它有極強的吸引力，黑洞本身的巨大質(zhì)量造成空間彎曲
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相對論時(shí)空觀(guān)與牛頓力學(xué)的局限性PPT，第三部分內容：課堂練習
題組一 經(jīng)典力學(xué)與經(jīng)典時(shí)空觀(guān)
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)驗驗證愛(ài)因斯坦相對論的最后一塊缺失的“拼圖”，相對論在一定范圍內彌補了經(jīng)典力學(xué)的局限性。關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說(shuō)法正確的是（ �。�
A.經(jīng)典力學(xué)完全適用于宏觀(guān)低速運動(dòng)
B.經(jīng)典力學(xué)取得了巨大成就，是普遍適用的
C.隨著(zhù)物理學(xué)的發(fā)展，經(jīng)典力學(xué)將逐漸成為過(guò)時(shí)的理論
D.隨著(zhù)相對論、量子論的提出，經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)失去了它的應用價(jià)值
【解析】A對：經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀(guān)低速運動(dòng)的物體，宏觀(guān)物體是相對于微觀(guān)粒子而言的。
B錯：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：在微觀(guān)高速情況下，要用量子力學(xué)和相對論來(lái)解釋?zhuān)遣⒉粫?huì )因為相對論和量子力學(xué)的出現，就否定了經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)不會(huì )過(guò)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動(dòng)（ �。�
A. 火箭的發(fā)射
B. 微觀(guān)粒子的波動(dòng)性
C. “勇氣號”火星探測器在太空的運動(dòng)
D. 宇宙飛船繞地球的運動(dòng)
題3［多選］下列說(shuō)法正確的是（ �。�
A. 不論是對宏觀(guān)物體，還是微觀(guān)粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的
B. 當物體運動(dòng)速度很大（接近光速）時(shí)，經(jīng)典力學(xué)理論所得的結果與實(shí)際結果之間出現了較大的偏差
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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