新教材人教《相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性》課件1

5相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性第七章萬有引力與宇宙航行5相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性第七章萬有引力與宇宙航行1新教材人教《相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性》課件12新課引入新課引入新課引入以光速遠(yuǎn)離時鐘塔看時鐘塔上的指針是怎樣的？實驗上時鐘塔的指針應(yīng)是怎樣的？新課引入以光速遠(yuǎn)離時鐘塔看時鐘塔上的指針是怎樣的？實驗上時鐘新教材人教《相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性》課件15一、相對論時空觀19世紀(jì)，英國物理學(xué)家麥克斯韋根據(jù)電磁場理論預(yù)言了電磁波的存在，并證明電磁波的傳播速度等于光速c。電磁波的預(yù)言疑問實驗人們的疑問：這個速度是相對哪個參考系而言的？1887年的邁克耳孫—莫雷實驗以及其他一些實驗表明：在不同的參考系中，光的傳播速度都是一樣的。一、相對論時空觀19世紀(jì)，英國物理學(xué)家麥克斯韋根據(jù)電磁場理一、相對論時空觀如何解決？放棄絕對時空觀一、相對論時空觀如何解決？放棄絕對時空觀1．理想氣體(1)當(dāng)RVRx＝RxRA，即Rx＝RV·RA時，既可選擇電流表“內(nèi)接法”，也可選擇“外接法”；1.純電阻電路與非純電阻電路的比較(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進(jìn)行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向．一、平拋運動1．電流表外接，由于電壓表的分流，使電流表示數(shù)偏大．(3)“單位圓”法確定sinθ1、sinθ2，計算折射率n：1．單縫衍射與雙縫干涉的比較光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波(填“橫波”或“縱波”)．1．氣體分子運動的特點2．導(dǎo)體的非平衡態(tài)——加速度不為零．考點一光的干涉(3)然后是“力”的分析——分析研究對象(常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力；考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷(2)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近．(1)磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能．2．動量定理的表達(dá)式F·Δt＝Δp是矢量式，運用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向，公式中的F是物體或系統(tǒng)所受的合力．一、相對論時空觀12相對性原理光速不變原理所有物理規(guī)律在一切慣性參考系中都具有相同的形式。真空中的光速相對于任何慣性系沿任一方向恒為c，并與光源運動無關(guān)。狹義相對論的兩條基本假設(shè)1．理想氣體一、相對論時空觀12相對性原理光速不變原理所有物一、相對論時空觀假設(shè)一列火車沿平直軌道飛快地勻速行駛。車廂中央的光源發(fā)出了一個閃光，閃光照到了車廂的前壁和后壁。車上的人觀察光到達(dá)前壁和后壁同時發(fā)生。地面的人觀察光到達(dá)前壁和后壁不是同時發(fā)生的。同時的相對性一、相對論時空觀假設(shè)一列火車沿平直軌道飛快地勻速行駛。車廂中一、相對論時空觀時間延緩效應(yīng)如果相對于地面以v運動的慣性參考系上的人觀察到與其一起運動的物體完成某個動作的時間間隔為Δτ，地面上的人觀察到該物體在同一地點完成這個動作的時間間隔為Δt，那么兩者之間的關(guān)系是由于v<c，所以總有Δt>Δτ，此種情況稱為時間延緩效應(yīng)。一、相對論時空觀時間延緩效應(yīng)如果相對于地面以v運動的慣性參考一、相對論時空觀長度收縮效應(yīng)如果與桿相對靜止的人測得桿長是l0，沿著桿的方向，以v相對桿運動的人測得桿長是l，那么兩者之間的關(guān)系是由于v<c，所以總有l(wèi)>l0，此種情況稱為長度收縮效應(yīng)。一、相對論時空觀長度收縮效應(yīng)如果與桿相對靜止的人測得桿長是l一、相對論時空觀已知μ子低速運動的平均壽命為3.0μs。有文獻(xiàn)報道從1981m的高山上測得563個μ子，μ子下降的速率為0.99c，在海平面幾乎全部測到這些μ子。μ子在其壽命期間下降的高度為h=3.0μs×0.99c=891m。即在海平面應(yīng)該探測不到這些μ子，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？以μ子為參考系，其下降的高度為在此時間內(nèi)μ子可以下降的高度為即μ子在其壽命期內(nèi)可以下降到海平面上。一、相對論時空觀已知μ子低速運動的平均壽命為3.0μs。有一、相對論時空觀以地面為參考系，μ子的壽命為在此時間內(nèi)μ子可以下降的高度為即μ子在其壽命期間內(nèi)可以下降到海平面。已知μ子低速運動的平均壽命為3.0μs。有文獻(xiàn)報道從1981m的高山上測得563個μ子，μ子下降的速率為0.99c，在海平面幾乎全部測到這些μ子。μ子在其壽命期間下降的高度為h=3.0μs×0.99c=891m。即在海平面應(yīng)該探測不到這些μ子，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？一、相對論時空觀以地面為參考系，μ子的壽命為在此時間內(nèi)μ子可二、牛頓力學(xué)的成就與局限性牛頓力學(xué)宏觀低速!微觀!高速v<<c可與光速相比二、牛頓力學(xué)的成就與局限性牛頓力學(xué)宏觀低速!微觀!高速v<<1．經(jīng)典時空觀I＝Im2(1)自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化．(2)微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度．(1)總電阻變化情況的判斷(1)定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功．注意：反沖運動中平均動量守恒．3．電阻率二、帶電粒子在勻強磁場中的運動常見例子 彈簧振子或單擺(θ≤5°) 機械工作時底座發(fā)生的振動 共振篩、聲音的共鳴等特別提醒：(1)波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性，其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、X射線、γ射線等，穿透能力較強．(3)x1、x2均為沿動量方向相對于同一參考系的位移．2．測量時讀數(shù)帶來誤差．(3)當(dāng)F<mω2r時，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心；二、牛頓力學(xué)的成就與局限性相對論不是為取代牛頓力學(xué)而出現(xiàn)的?？蓪⑴ｎD力學(xué)看作相對論的一個特例。宏觀低速時，相對論描述自然地過渡到了牛頓力學(xué)。真理是相對的。1．經(jīng)典時空觀二、牛頓力學(xué)的成就與局限性相對論不是為取代牛頓新教材人教《相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性》課件116典題剖析例1假設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運行，其內(nèi)站立著一個中等身材的人，站在路旁的人觀察車?yán)锏娜?，觀察的結(jié)果是()A．這個人是一個矮胖子B．這個人是一個瘦高個子C．這個人矮但不胖D．這個人瘦但不高D典題剖析例1假設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運行，其內(nèi)站典題剖析例2(多選)關(guān)于經(jīng)典力學(xué)、狹義相對論和量子力學(xué)，下列說法正確的是()A．狹義相對論和經(jīng)典力學(xué)是相互對立、互不相容的兩種理論B．在物體高速運動時，物體的運動規(guī)律適用狹義相對論理論，在低速運動時，物體的運動適用牛頓運動定律C．經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的運動，量子力學(xué)適用于微觀粒子的運動D．不論是宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的BC典題剖析例2(多選)關(guān)于經(jīng)典力學(xué)、狹義相對論和量子力學(xué)，下新教材人教《相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性》課件119課堂小結(jié)課堂小結(jié)新教材人教《相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性》課件1215相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性第七章萬有引力與宇宙航行5相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性第七章萬有引力與宇宙航行22新教材人教《相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性》課件123新課引入新課引入新課引入以光速遠(yuǎn)離時鐘塔看時鐘塔上的指針是怎樣的？實驗上時鐘塔的指針應(yīng)是怎樣的？新課引入以光速遠(yuǎn)離時鐘塔看時鐘塔上的指針是怎樣的？實驗上時鐘新教材人教《相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性》課件126一、相對論時空觀19世紀(jì)，英國物理學(xué)家麥克斯韋根據(jù)電磁場理論預(yù)言了電磁波的存在，并證明電磁波的傳播速度等于光速c。電磁波的預(yù)言疑問實驗人們的疑問：這個速度是相對哪個參考系而言的？1887年的邁克耳孫—莫雷實驗以及其他一些實驗表明：在不同的參考系中，光的傳播速度都是一樣的。一、相對論時空觀19世紀(jì)，英國物理學(xué)家麥克斯韋根據(jù)電磁場理一、相對論時空觀如何解決？放棄絕對時空觀一、相對論時空觀如何解決？放棄絕對時空觀1．理想氣體(1)當(dāng)RVRx＝RxRA，即Rx＝RV·RA時，既可選擇電流表“內(nèi)接法”，也可選擇“外接法”；1.純電阻電路與非純電阻電路的比較(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進(jìn)行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向．一、平拋運動1．電流表外接，由于電壓表的分流，使電流表示數(shù)偏大．(3)“單位圓”法確定sinθ1、sinθ2，計算折射率n：1．單縫衍射與雙縫干涉的比較光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波(填“橫波”或“縱波”)．1．氣體分子運動的特點2．導(dǎo)體的非平衡態(tài)——加速度不為零．考點一光的干涉(3)然后是“力”的分析——分析研究對象(常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力；考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷(2)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近．(1)磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能．2．動量定理的表達(dá)式F·Δt＝Δp是矢量式，運用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向，公式中的F是物體或系統(tǒng)所受的合力．一、相對論時空觀12相對性原理光速不變原理所有物理規(guī)律在一切慣性參考系中都具有相同的形式。真空中的光速相對于任何慣性系沿任一方向恒為c，并與光源運動無關(guān)。狹義相對論的兩條基本假設(shè)1．理想氣體一、相對論時空觀12相對性原理光速不變原理所有物一、相對論時空觀假設(shè)一列火車沿平直軌道飛快地勻速行駛。車廂中央的光源發(fā)出了一個閃光，閃光照到了車廂的前壁和后壁。車上的人觀察光到達(dá)前壁和后壁同時發(fā)生。地面的人觀察光到達(dá)前壁和后壁不是同時發(fā)生的。同時的相對性一、相對論時空觀假設(shè)一列火車沿平直軌道飛快地勻速行駛。車廂中一、相對論時空觀時間延緩效應(yīng)如果相對于地面以v運動的慣性參考系上的人觀察到與其一起運動的物體完成某個動作的時間間隔為Δτ，地面上的人觀察到該物體在同一地點完成這個動作的時間間隔為Δt，那么兩者之間的關(guān)系是由于v<c，所以總有Δt>Δτ，此種情況稱為時間延緩效應(yīng)。一、相對論時空觀時間延緩效應(yīng)如果相對于地面以v運動的慣性參考一、相對論時空觀長度收縮效應(yīng)如果與桿相對靜止的人測得桿長是l0，沿著桿的方向，以v相對桿運動的人測得桿長是l，那么兩者之間的關(guān)系是由于v<c，所以總有l(wèi)>l0，此種情況稱為長度收縮效應(yīng)。一、相對論時空觀長度收縮效應(yīng)如果與桿相對靜止的人測得桿長是l一、相對論時空觀已知μ子低速運動的平均壽命為3.0μs。有文獻(xiàn)報道從1981m的高山上測得563個μ子，μ子下降的速率為0.99c，在海平面幾乎全部測到這些μ子。μ子在其壽命期間下降的高度為h=3.0μs×0.99c=891m。即在海平面應(yīng)該探測不到這些μ子，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？以μ子為參考系，其下降的高度為在此時間內(nèi)μ子可以下降的高度為即μ子在其壽命期內(nèi)可以下降到海平面上。一、相對論時空觀已知μ子低速運動的平均壽命為3.0μs。有一、相對論時空觀以地面為參考系，μ子的壽命為在此時間內(nèi)μ子可以下降的高度為即μ子在其壽命期間內(nèi)可以下降到海平面。已知μ子低速運動的平均壽命為3.0μs。有文獻(xiàn)報道從1981m的高山上測得563個μ子，μ子下降的速率為0.99c，在海平面幾乎全部測到這些μ子。μ子在其壽命期間下降的高度為h=3.0μs×0.99c=891m。即在海平面應(yīng)該探測不到這些μ子，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？一、相對論時空觀以地面為參考系，μ子的壽命為在此時間內(nèi)μ子可二、牛頓力學(xué)的成就與局限性牛頓力學(xué)宏觀低速!微觀!高速v<<c可與光速相比二、牛頓力學(xué)的成就與局限性牛頓力學(xué)宏觀低速!微觀!高速v<<1．經(jīng)典時空觀I＝Im2(1)自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化．(2)微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度．(1)總電阻變化情況的判斷(1)定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功．注意：反沖運動中平均動量守恒．3．電阻率二、帶電粒子在勻強磁場中的運動常見例子 彈簧振子或單擺(θ≤5°) 機械工作時底座發(fā)生的振動 共振篩、聲音的共鳴等特別提醒：(1)波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性，其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、X射線、γ射線等，穿透能力較強．(3)x1、x2均為沿動量方向相對于同一參考系的位移．2．測量時讀數(shù)帶來誤差．(3)當(dāng)F<mω2r時，物體