第五章 第一節(jié)~第二節(jié)

1、.第一節(jié)經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性第二節(jié)經(jīng)典時空觀與相對論時空觀知識目的核心素養(yǎng)1.知道經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍2理解經(jīng)典時空觀及其根本推論3理解狹義相對論的理論根底及相對論時空觀的幾個推論.1.理解經(jīng)典力學(xué)的開展歷程和偉大成就2理解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和消費技術(shù)上的廣泛應(yīng)用3理解相對論時空觀，體會科學(xué)理論是不斷開展和完善的.一、經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍1經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：對于宏觀、低速相對光速物體的運(yùn)動經(jīng)典力學(xué)仍然適用2經(jīng)典力學(xué)的局限性1經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用受到物體運(yùn)動速率的限制，當(dāng)物體運(yùn)動速率接近于真空中的光速時，經(jīng)典力學(xué)的許多觀念將發(fā)生重大變化2經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀領(lǐng)域中物質(zhì)構(gòu)造和能量不連續(xù)的

2、現(xiàn)象二、經(jīng)典時空觀與相對論時空觀1經(jīng)典時空觀1慣性系與非慣性系：慣性系：但凡牛頓運(yùn)動定律成立的參考系，相對于慣性系靜止或做勻速直線運(yùn)動的參考系都是慣性系非慣性系：牛頓運(yùn)動定律不成立的參考系，相對于慣性系做變速運(yùn)動的參考系是非慣性系2伽利略相對性原理：對于所有的慣性系，力學(xué)規(guī)律都是一樣的，或者說，一切慣性系都是等效的3經(jīng)典時空觀絕對時空觀：時間永遠(yuǎn)均勻地流逝，與任何外界無關(guān)；空間與任何外界事物無關(guān)，從不運(yùn)動，永遠(yuǎn)不變4經(jīng)典時空觀的幾個詳細(xì)結(jié)論：同時的絕對性；時間間隔的絕對性；空間間隔 的絕對性；物體質(zhì)量恒定不變即它們與參考系的選擇或觀察者的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)2相對論時空觀1光速不變與經(jīng)典物理學(xué)的矛盾：

3、觀察和實驗事實說明：無論光源和觀察者如何運(yùn)動，光速只能是c，這與經(jīng)典力學(xué)的速度合成法那么相矛盾2狹義相對論的兩條根本假設(shè)：相對性原理：在不同的慣性系中，一切物理規(guī)律都是一樣的光速不變原理：不管在哪個慣性系中，測得的真空中的光速都一樣3相對論時空觀“同時的相對性：在一個參考系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個參考系看來是不同時的運(yùn)動的時鐘變慢：時鐘相對于觀察者靜止時，走得快；相對于觀察者運(yùn)動時，走得慢運(yùn)動速度越快，效果越明顯運(yùn)動的尺子縮短：一個物體相對于觀察者靜止時，它的長度測量值最大；相對于觀察者運(yùn)動時，觀察者在運(yùn)動方向上觀測，它的長度要縮短，速度越快，縮得越短物體質(zhì)量隨速度的增加而增大1判斷以下

4、說法的正誤1牛頓運(yùn)動定律適用于任何參考系×2經(jīng)典時空觀認(rèn)為時間間隔是絕對的3經(jīng)典時空觀認(rèn)為物體的質(zhì)量是絕對的4不管是宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和相對論都是適用的×2多項選擇以下服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律的是A自行車、汽車、火車、飛機(jī)等交通工具的運(yùn)動B發(fā)射導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船C物體運(yùn)動的速率接近于真空中的光速D能量的不連續(xù)現(xiàn)象答案AB解析經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速運(yùn)動的物體，所以A、B正確，C錯誤；能量的不連續(xù)現(xiàn)象不合適用經(jīng)典力學(xué)來解釋，所以選項D錯誤.一、經(jīng)典力學(xué)與相對論的比較如圖1甲，質(zhì)子束被加速到接近光速；如圖乙，中子星是質(zhì)量、密度非常大的星體請考慮：圖11經(jīng)典力學(xué)是否

5、適用于質(zhì)子束的運(yùn)動規(guī)律？如何研究質(zhì)子束的運(yùn)動規(guī)律？2經(jīng)典力學(xué)是否適用于中子星的引力規(guī)律？如何研究中子星的引力規(guī)律？答案1質(zhì)子束的運(yùn)動屬于高速、微觀范疇，經(jīng)典力學(xué)不再適用，應(yīng)該應(yīng)用狹義相對論、量子力學(xué)進(jìn)展研究2中子星的引力規(guī)律屬于引力范疇，經(jīng)典力學(xué)不再適用，應(yīng)該應(yīng)用廣義相對論進(jìn)展研究1區(qū)別：比較項經(jīng)典力學(xué)相對論形成時期物理學(xué)形成的初期階段，受歷史開展限制，理論較淺薄、片面形成于物理學(xué)充分開展的現(xiàn)代，理論較完善、科學(xué)適用范圍低速運(yùn)動、宏觀世界，弱引力作用任何情況都適用速度對質(zhì)量的影響物體的質(zhì)量不隨其速度的變化而變化物體的質(zhì)量隨其速度的增加而變大速度的合成時間與空間互不相干，關(guān)系式v船岸v船水v水岸

6、成立速度與位移、時間的測量有關(guān)，v船岸v船水v水岸不成立2.聯(lián)絡(luò)：1當(dāng)物體的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速時，相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別2相對論并沒有否認(rèn)經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)是相對論在一定條件下的特殊情形例1以下說法正確的選項是A在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量也不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變B狹義相對論和經(jīng)典力學(xué)是完全不同互相矛盾的兩個理論C物體高速運(yùn)動時，物體的運(yùn)動服從狹義相對論，在低速運(yùn)動時，物體的運(yùn)動服從牛頓運(yùn)動定律D以上說法都是錯誤的答案C解析在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體運(yùn)動速度的增大而增大，選項A錯誤；狹義相對

7、論沒有否認(rèn)經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)是狹義相對論在一定條件下的特殊情形，選項B錯誤；經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動的物體，狹義相對論闡述物體在以接近光速的速度運(yùn)動時所遵循的規(guī)律，選項C正確針對訓(xùn)練1多項選擇牛頓運(yùn)動定律能適用于以下哪些情形A研究原子中電子的運(yùn)動B研究“神舟五號飛船的高速發(fā)射C研究地球繞太陽的運(yùn)動D研究飛機(jī)從北京飛往紐約的航線答案BCD解析牛頓運(yùn)動定律只能用于“宏觀低速的情形，這里的“宏觀是相對于微觀粒子而言的這里的“低速是相對于光速而言的原子、電子等是微觀粒子，它們的運(yùn)動不服從牛頓運(yùn)動定律，A錯誤，B、C、D中各項運(yùn)動雖然是“高速，但相對于光速來說，卻是微缺乏道的，完全可以用牛頓運(yùn)動定律研究其

8、規(guī)律，B、C、D正確二、相對論幾個效應(yīng)的理解地球繞太陽公轉(zhuǎn)的速度是3×104 m/s；如圖2所示，圖2設(shè)在美國伊利諾伊州費米實驗室的圓形粒子加速器可以把電子加速到0.999 999 999 987倍光速的速度請考慮：1地球的公轉(zhuǎn)速度在狹義相對論中屬于低速還是高速？被加速器加速后的電子的速度呢？2加速后電子的質(zhì)量比電子的靜止質(zhì)量增大了還是減小了？答案1狹義相對論的高速是可以與光速相比較的速度，所以地球的公轉(zhuǎn)速度屬于低速，加速后的電子速度屬于高速2物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大，所以加速后電子的質(zhì)量比電子的靜止質(zhì)量大了1兩個根本原理：1相對性原理：所有物理規(guī)律在一切慣性參考系中都具有一樣的

9、形式，說明在任何慣性系中研究某個物體的某一運(yùn)動過程，其運(yùn)動規(guī)律形式不變2光速不變原理：在一切慣性參考系中，測量到的真空中的光速c都一樣，說明了經(jīng)典時空觀與相對論時空觀的不同；比較如下：經(jīng)典時空觀相對論時空觀運(yùn)動情況同一運(yùn)動對不同參考系描繪結(jié)果不同，即速度不同光在一切慣性參考系中傳向各個方向的速度不變時間與空間的關(guān)系時間均勻流逝，空間不變化，與運(yùn)動情況及外部條件無關(guān)時間、空間都隨運(yùn)動情況而改變幾個結(jié)論同時的絕對性時間間隔的絕對性空間間隔 的絕對性物體的質(zhì)量恒定不變同時的相對性運(yùn)動的時鐘變慢運(yùn)動的尺子縮短物體的質(zhì)量隨速度的增加而增大2.相對論時空觀的內(nèi)容：認(rèn)為時間和空間是互相聯(lián)絡(luò)、互相影響的，并且

10、與物質(zhì)的存在及運(yùn)動有關(guān)1時間延緩效應(yīng)：在相對于地面以速度v勻速運(yùn)動的參考系內(nèi)，測得該參考系中某一事件所經(jīng)歷的時間為t，那么在地面上測得該事件所經(jīng)歷的時間為：t.由于v<c，所以t>t.即用同樣標(biāo)準(zhǔn)的鐘，在靜止參考系中測得的時間比在運(yùn)動參考系中測得的時間長，好比是運(yùn)動的鐘走“慢了當(dāng)速度vc時，tt，這就回到了經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論時間與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)當(dāng)v0.999 8c時，t50t，時間將延緩50倍2長度收縮效應(yīng)：一把尺子，在相對于它靜止的參考系xOy中測得其長度為l稱為靜止長度，如圖3所示當(dāng)該尺子相對另一參考系xOy如地面沿尺子長度方向以速度v運(yùn)動時，在該參考系xOy如地面中測得尺子

11、長度為ll.圖3由于v<c，所以l<l，說明在相對尺子運(yùn)動的參考系中測得的“運(yùn)動長度比在相對尺子靜止的參考系中測得的“靜止長度短，即所謂的“長度收縮效應(yīng)當(dāng)速度vc時，ll，這就回到了經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論空間的尺度與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)當(dāng)v0.999 8c時，ll，長度將縮短.例2半人馬星座星是太陽系最近的恒星，它距地球為4.3×1016 m設(shè)有一宇宙飛船自地球往返于半人馬星座星之間假設(shè)宇宙飛船的速度為0.999c，按地球上的時鐘計算，飛船往返一次需多長時間？如以飛船上的時鐘計算，往返一次的時間又為多長？答案9年0.4年解析以地球上的時鐘計算：t s2.87×108 s

12、9年假設(shè)以飛船上的時鐘計算，因為t所以得tt2.87×108× s1.28×107 s0.4年針對訓(xùn)練2如圖4所示，有三個完全一樣的時鐘，時鐘A放在地面上，時鐘B、C分別放在兩個火箭上，兩個火箭分別以速度vB和vC朝同一方向飛行，vB<vC.對于地面上的觀察者來說，以下說法中正確的選項是圖4A時鐘A走得最慢 B時鐘B走得最慢C時鐘C走得最慢 D時鐘C走得最快答案C解析根據(jù)相對論的時空觀，運(yùn)動的時鐘變慢，其本質(zhì)是指在相對論中每位觀察者都有自身的時間測度，即假如一時鐘在天空高速奔馳，對靜止不動的觀察者來說似乎時鐘的時間走得慢了時鐘奔馳得越快，時鐘的時間走得越慢1

13、經(jīng)典力學(xué)的成就和局限性多項選擇20世紀(jì)以來，人們發(fā)現(xiàn)了一些新的事實，而經(jīng)典力學(xué)卻無法解釋經(jīng)典力學(xué)只適用于解決物體的低速運(yùn)動問題，不能用來處理高速運(yùn)動問題；只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子，以下說法正確的選項是A隨著認(rèn)識的開展，經(jīng)典力學(xué)已成了過時的理論B人們對客觀事物的詳細(xì)認(rèn)識在廣度上是有局限性的C不同領(lǐng)域的事物各有其本質(zhì)與規(guī)律D人們應(yīng)當(dāng)不斷拓展認(rèn)識，在更廣闊的領(lǐng)域內(nèi)掌握不同事物的本質(zhì)與規(guī)律答案BCD解析人們對客觀世界的認(rèn)識要受到所處的時代的客觀條件和科學(xué)程度的制約，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人們只有不斷拓展自己的認(rèn)識，才能掌握更廣闊領(lǐng)域內(nèi)的不同事物的本質(zhì)與規(guī)律；新的科學(xué)的誕生并

14、不意味著對原來科學(xué)的全盤否認(rèn)，只能認(rèn)為過去的科學(xué)是新的科學(xué)在一定條件下的特殊情形2經(jīng)典時空觀多項選擇以下說法中哪些屬于經(jīng)典時空觀的觀點A世界的過去、如今和將來都只有量的變化，而不會發(fā)生質(zhì)的變化B時間和空間不依賴人們的意識而存在死記硬背是一種傳統(tǒng)的教學(xué)方式,在我國有悠久的歷史。但隨著素質(zhì)教育的開展,死記硬背被作為一種僵化的、阻礙學(xué)生才能開展的教學(xué)方式,漸漸為人們所摒棄;而另一方面,老師們又為進(jìn)步學(xué)生的語文素養(yǎng)煞費苦心。其實,只要應(yīng)用得當(dāng),“死記硬背與進(jìn)步學(xué)生素質(zhì)并不矛盾。相反,它恰是進(jìn)步學(xué)生語文程度的重要前提和根底。C時間和空間是絕對的D時間和空間是嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)、不可分割的答案ABC解析經(jīng)典時空觀認(rèn)

15、為時間和空間都是與外界事物無關(guān)的、絕對的，選項A、B、C屬于經(jīng)典時空觀；選項D屬于相對論時空觀3相對論效應(yīng)的理解如圖5所示，沿平直鐵道路有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個閃光，列車上的觀察者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是圖5A同時被照亮 BA先被照亮CC先被照亮 D無法判斷答案C解析列車上的觀察者看到的是由B發(fā)出后經(jīng)過A和C反射的光，由于列車在這段時間內(nèi)向C運(yùn)動，靠近C而遠(yuǎn)離A，所以C的反射光先到達(dá)列車上的觀察者，觀察者看到C先被照亮，故只有C正確4狹義相對論的應(yīng)用如圖6所示，強(qiáng)強(qiáng)乘坐速度為0.9cc為光速的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛

16、行速度為0.5c，強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)展聯(lián)絡(luò)，那么壯壯觀測到該光束的傳播速度為圖6A0.4c B0.5c C0.9c Dc答案D解析由狹義相對論的光速不變原理知，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是一樣的，可知D正確，A、B、C錯誤.一、選擇題考點一經(jīng)典力學(xué)的局限性經(jīng)典時空觀1經(jīng)典力學(xué)不能適用于以下哪些運(yùn)動A火箭的發(fā)射B宇宙飛船繞地球的運(yùn)動C“勇氣號宇宙探測器的運(yùn)動D以99%倍光速運(yùn)行的電子束答案D解析經(jīng)典力學(xué)在低速運(yùn)動的廣闊領(lǐng)域包括天體力學(xué)的研究中，經(jīng)受了理論的檢驗，獲得了宏大的成就，但在高速領(lǐng)域不再適用，應(yīng)選項A、B、C適用，D不適用2多項選擇以下說法正確的選項是A牛頓運(yùn)動定律只適用于相

17、對靜止的參考系B在任何慣性系中，物體的加速度都具有不變性C按照經(jīng)典時空理論，物體的長度、質(zhì)量和運(yùn)動時間都與參考系的運(yùn)動無關(guān)D伽利略相對性原理說明，在慣性運(yùn)動的范圍內(nèi)不存在絕對空間和絕對運(yùn)動答案BCD3多項選擇根據(jù)伽利略相對性原理，以下結(jié)論正確的選項是A任何力學(xué)規(guī)律在慣性系中都是一樣的B同一力學(xué)規(guī)律在不同的慣性系中可能不同C在一個慣性參考系里不能用力學(xué)實驗判斷該參考系是否在做勻速直線運(yùn)動D在一個慣性參考系里可以用力學(xué)實驗判斷該參考系是否在做勻速直線運(yùn)動答案AC4多項選擇關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的成就，以下說法中正確的選項是A經(jīng)典力學(xué)把天體的運(yùn)動與地上物體的運(yùn)動統(tǒng)一起來，是人類對自然界認(rèn)識的第一次大綜合，是人

18、類認(rèn)識史上的一次重大飛躍B18世紀(jì)60年代，力學(xué)與熱學(xué)的開展及其與消費的結(jié)合引發(fā)了第一次工業(yè)革命C火箭、人造地球衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船、行星探測器等航天器的發(fā)射，都是牛頓力學(xué)規(guī)律的應(yīng)用范例D經(jīng)典力學(xué)是解決高速運(yùn)動的物理理論答案ABC5多項選擇以下說法正確的選項是A經(jīng)典力學(xué)理論普遍適用，大到天體，小到微觀粒子均適用 B經(jīng)典力學(xué)理論的成立具有一定的局限性C在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動狀態(tài)改變而改變D相對論和量子力學(xué)否認(rèn)了經(jīng)典力學(xué)理論答案BC解析經(jīng)典力學(xué)理論只適用于宏觀、低速運(yùn)動的物體，A錯，B對在經(jīng)典力學(xué)中，物體的速度vc，所以物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變，但相對論和量子力學(xué)并不否認(rèn)經(jīng)典力學(xué)

19、，經(jīng)典力學(xué)是相對論在一定條件下的特殊情形，C正確，D錯誤要練說，得練聽。聽是說的前提，聽得準(zhǔn)確，才有條件正確模擬，才能不斷地掌握高一級程度的語言。我在教學(xué)中，注意聽說結(jié)合，訓(xùn)練幼兒聽的才能，課堂上，我特別重視老師的語言，我對幼兒說話，注意聲音清楚，上下起伏，抑揚(yáng)有致，富有吸引力，這樣能引起幼兒的注意。當(dāng)我發(fā)現(xiàn)有的幼兒不專心聽別人發(fā)言時，就隨時表揚(yáng)那些靜聽的幼兒，或是讓他重復(fù)別人說過的內(nèi)容，抓住教育時機(jī)，要求他們專心聽，用心記。平時我還通過各種興趣活動，培養(yǎng)幼兒邊聽邊記，邊聽邊想，邊聽邊說的才能，如聽詞對詞，聽詞句說意思，聽句子辯正誤，聽故事講述故事，聽謎語猜謎底，聽智力故事，動腦筋，出主意，聽

20、兒歌上句，接兒歌下句等，這樣幼兒學(xué)得生動活潑，輕松愉快，既訓(xùn)練了聽的才能，強(qiáng)化了記憶，又開展了思維，為說打下了根底。6多項選擇關(guān)于靜止時質(zhì)量為m0的物體，當(dāng)以速度v運(yùn)動時物體的質(zhì)量為m，以下說法正確的選項是A在任何情況下，物體的質(zhì)量都不會改變，即與v無關(guān)要練說，得練看?？磁c說是統(tǒng)一的，看不準(zhǔn)就難以說得好。練看，就是訓(xùn)練幼兒的觀察才能，擴(kuò)大幼兒的認(rèn)知范圍，讓幼兒在觀察事物、觀察生活、觀察自然的活動中，積累詞匯、理解詞義、開展語言。在運(yùn)用觀察法組織活動時，我著眼觀察于觀察對象的選擇，著力于觀察過程的指導(dǎo)，著重于幼兒觀察才能和語言表達(dá)才能的進(jìn)步。B當(dāng)物體的運(yùn)動速度v>0時，物體的質(zhì)量m>

21、m0，即物體的質(zhì)量改變了，故經(jīng)典力學(xué)不適用，是不正確的“師之概念，大體是從先秦時期的“師長、師傅、先生而來。其中“師傅更早那么意指春秋時國君的老師。?說文解字?中有注曰：“師教人以道者之稱也?！皫熤x，如今泛指從事教育工作或是傳授知識技術(shù)也或是某方面有特長值得學(xué)習(xí)者。“老師的原意并非由“老而形容“師。“老在舊語義中也是一種尊稱，隱喻年長且學(xué)識淵博者?！袄稀皫熯B用最初見于?史記?，有“荀卿最為老師之說法。漸漸“老師之說也不再有年齡的限制，老少皆可適用。只是司馬遷筆下的“老師當(dāng)然不是今日意義上的“老師，其只是“老和“師的復(fù)合構(gòu)詞，所表達(dá)的含義多指對知識淵博者的一種尊稱，雖能從其身上學(xué)以“道，但其

22、不一定是知識的傳播者。今天看來，“老師的必要條件不光是擁有知識，更重于傳播知識。C當(dāng)物體以較小速度運(yùn)動時，質(zhì)量變化非常微弱，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當(dāng)物體的運(yùn)動接近光速時，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動，而不適用于高速運(yùn)動D通常由于物體的運(yùn)動速度太小，故物體質(zhì)量的變化不會引起我們的感覺，在分析地球上物體的運(yùn)動時，不必考慮質(zhì)量的變化答案CD解析只有速度 v接近光速，物體增加的質(zhì)量才比較明顯，一般情況下物體質(zhì)量的變化非常微小，故經(jīng)典力學(xué)仍然在低速即遠(yuǎn)小于光速時適用，故A、B錯，C、D正確考點二相對論時空觀7屬于狹義相對論根本假設(shè)的是：在不同的慣性系中A真空中光速不變B時間間隔具有相對性C物體的質(zhì)量不變D物體的能