《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課件
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、相對論時(shí)空觀(guān)
【思考】
一架飛機在上海楊浦大橋上空勻速飛過(guò),飛機飛行方向與大橋平行,問(wèn)飛機上的乘客看到的大橋長(cháng)度與靜止觀(guān)察時(shí)相比有什么變化?
提示:變短了。
1.愛(ài)因斯坦兩個(gè)假設:
(1)在不同的慣性參考系中,物理規律的形式都是_____的;
(2)真空中的光速在不同的參考系中大小都是_____的。
2.時(shí)間延緩效應:
如果相當于地面以v運動(dòng)的慣性參考系上的人觀(guān)察到與其一起運動(dòng)的物體完成某個(gè)動(dòng)作的時(shí)間間隔為Δτ,地面上的人觀(guān)察到該物體在同一地點(diǎn)完成這個(gè)動(dòng)作的時(shí)間間隔為Δt,則Δt=____________。
3.長(cháng)度收縮效應:
如果與桿相對靜止的人測得桿長(cháng)是l0,沿著(zhù)桿的方向,以v相對桿運動(dòng)的人測得桿長(cháng)是l,則l=_________。由于1-( )2<1,所以總有l<l0,此種情況稱(chēng)為長(cháng)度收縮效應。
二、牛頓力學(xué)的成就與局限性
【思考】
能根據牛頓運動(dòng)定律研究原子中電子的運動(dòng)嗎?
提示:不能。
1.牛頓力學(xué)的成就:從地面上物體的運動(dòng)到天體的運動(dòng),都服從_________的規律。
2.牛頓力學(xué)的局限性:
(1)微觀(guān)世界:電子、質(zhì)子、中子等微觀(guān)粒子,發(fā)現它們不僅具有粒子性,同時(shí)還具有波動(dòng)性,它們的運動(dòng)規律在很多情況下不能用牛頓力學(xué)來(lái)說(shuō)明。
(2)牛頓力學(xué)只適用于_____運動(dòng),不適用于_____運動(dòng)。
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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：關(guān)鍵能力·素養形成
長(cháng)度的收縮效應
1.物體速度較低時(shí),相對論長(cháng)度近似等于靜止長(cháng)度。
2.物體速度較高時(shí),其相對論長(cháng)度l=______。
【典例示范】
地面上長(cháng)100 km的鐵路上空有一火箭沿鐵路方向以30 km/s的速度掠過(guò),則火箭上的人看到鐵路的長(cháng)度應該為多少?如果火箭的速度達到0.6c,則火箭上的人看到的鐵路的長(cháng)度又是多少?
【解析】當火箭速度較低時(shí),火箭上的人看到鐵路的長(cháng)
度基本不變,還是100 km。
當火箭的速度達到0.6c時(shí),由相對論長(cháng)度公式l=
代入相應的數據得:
l=100× km=80 km。
答案:100 km 80 km
【拓展例題】考查內容:光速不變原理的理解
【典例示范】科學(xué)家預言,在遙遠的將來(lái),離子推進(jìn)發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的宇宙飛船很可能會(huì )用于宇宙航行,這種飛船能以接近光速飛行。設想在以0.9c飛行的飛船上打開(kāi)一個(gè)光源,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.飛船正前方的觀(guān)察者看到的光速為1.9c
B.飛船正后方的觀(guān)察者看到的光速為0.1c
C.在垂直飛船前進(jìn)方向上的觀(guān)察者看到的光速是
D.在任何地方的觀(guān)察者看到的光速都是c
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