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【寒假备课精选】2013-2014下学期高中物理同步配套辅导与检测（粤教版，必修2）：第五章 第一节 经典力学的成就与局限性、第二节 经典时空观与相对论时空观（31张ppt）
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第一节 经典力学的成就与局限性
第二节 经典时空观与相对论时空观
一、经典力学的成就和局限性
1．经典力学的伟大成就．
(1)经典力学把天上物体和地上物体统一起来，实现了人类对自然界认识的第一次__________．
(2)使人们认识到了以________和________为基础的自然科学理论的基本特征．
理论大综合
现象观察 实验研究
(3)建立了以________和________相结合的研究方法．
(4)推动了其他学科的发展，与其他学科相结合产生了一些交叉性的分支学科．
2．经典力学的局限性．
(1)经典力学不适用于研究________运动(接近光速)的物体．
(2)经典力学不适用于________领域中________和__________的现象．
实验 数学
高速
微观 物质结构
能量不连续
二、经典时空观
1．惯性系与非惯性系．
(1)惯性系：____________成立的参考系，相对于惯性系做________运动的参考系都是惯性系．
(2)非惯性系：____________不成立的参考系，相对于惯性系做________运动的参考系是非惯性系．
2．伽利略相对性原理：对于所有的惯性系，________规律都是相同的，或者说，一切惯性系都是________的．
牛顿运动定律
匀速直线
牛顿运动定律
变速
力学
等效
3．经典时空观(绝对时空观)：时间永远均匀地流逝，与任何外界________；空间与任何外界事物________，从不运动，永远不变．
4．经典时空观的几个具体结论：
(1)________的绝对性；
(2)________的绝对性；
(3)________的绝对性；
(4)物体质量________，即它们与参考系的选择(或观察者的运动状态)无关．
无关
无关
同时
时间间隔
空间距离
恒定不变
三、相对论时空观
1．光速不变与经典物理学的矛盾：观察和实验事实表明，无论光源和观察者如何运动，光速只能是c，这与经典力学的________法则相矛盾．
2．狭义相对论的两条基本假设．
(1)相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是________的．
(2)光速不变原理：不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都________．
速度合成
相同
相同
3．相对论时空观．
(1)“同时”的相对性：在一个参考系中同时发生的两个事件，在另一个参考系看来是________的．
(2)运动的时钟________；时钟相对于观察者________时，走得快；相对于观察者________时，走得慢，运动速度越快，效果越________．
不同时
变慢 静止
运动
明显
(3)运动的尺子________；物体相对于观察者________时，它的长度测量值最大；相对于观察者________时，观察者在________方向上观测，它的长度要缩短，速度越快，缩的________．
(4)物体质量随速度的________而增大．
缩短 静止
运动
运动
越短
增加
一、对经典时空观与相对论时空观的认识
1．绝对时空观是在地球范围内凭直觉经验建立起来的，它符合人们对空间、时间的主观感受；相对论时空观是在光速不变的实验事实上，以狭义相对论的两条基本假设为前提建立的．
2．经典时空观中，时间、空间、物质是彼此独立、互不联系的，时间、长度和质量这三个物理量都与参考系的运动无关．相对论时空观中，空间和时间是运动着的物质的存在形式，时空概念是从物质运动中抽象出来的，它们之间相互依赖、彼此联系．
3．两种理论是历史发展的不同产物．
我们对自然界的认识过程都是从肤浅到深刻，从片面到全面，一步步深入，一步步完善的，所以理论的完善也需要一个过程．在历史发展的不同阶段，人类建立了经典力学和相对论、量子力学两套物理学理论．经典力学理论不可能穷尽一切真理，必有其局限性，现在可认为经典力学理论是狭义相对论和量子理论的特例．
4．两种理论的适用范围不同．
经典力学理论适用于弱引力作用下，低速运动的宏观物体．而它在强引力作用下，或高速运动或微观世界不适用．
近期建立的相对论原理是一种全新的时空与引力理论，它并没有否定经典力学理论，是在经典力学基础上加以完善，适用范围更广、更全面．
(双选)20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子．这说明( )
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的
C．经典力学与相对论是相互矛盾的一对理论
D．人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
解析：人们对客观世界的认识，要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断地扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生，并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形．所以A、C错，B、D对，
答案：BD
变式训练
1．下列说法中正确的是( )
A．经典力学适用于任何情况下的任何物体
B．狭义相对论否定了经典力学
C．在很多特定情况下，经典力学与相对论是统一的
D．万有引力定律也适用于强相互作用力
解析：经典力学只适用于宏观、低速的情况，故A项是错误的；狭义相对论；没有否定经典力学，在宏观低速情况下，相对论的结论与经典力学没有区别，故B项是错误的；在低速运动的宏观世界，经典力学与相对论是统一的，C对；万有引力定律只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用的，故D项是错误的．
答案：C
基础达标
1．下列说法正确的是( )
A．牛顿定律就是经典力学
B．经典力学的基础是牛顿运动定律
C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
D．经典力学可以解决自然界中所有的问题
解析：经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础；经典力学并非万能，也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有问题．因此只有B项正确．
答案：B
2．关于经典力学和相对论，下列说法正确的是( )
A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系
D．经典力学包含在相对论之中，经典力学是相对论的特例
解析：相对论的建立并没有否定经典力学，而是认为经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形．所以A、B、C不对，D正确．
答案：D
3．(双选)下列说法中正确的是( )
A．经典力学是以牛顿的三大定律为基础的
B．经典力学在任何情况下都适用
C．当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了
D．相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义
AC
4．经典力学适用于解决( )
A．宏观高速问题 B．微观低速问题
C．宏观低速问题 D．微观高速问题
解析：经典力学局限于运动速率远小于真空中光速(低速)的宏观物体，对高速运动的物体和微观粒子不适用，所以只有C正确．
答案：C
5．一列火车以接近光速从我们身边飞驰而过，我们会感到车厢、车窗变窄了，而车厢、车窗的高度没有变化，那么车厢内的人看路旁的电线杆间距将会( )
A．变窄 B．变宽
C．不变 D．都有可能
解析：火车相对地面向前飞驰，如果以火车为参照系，地面向后飞驰，地面上的两电线杆的距离变小，A对．
答案：A
6．关于绝对时空观，下列说法正确的是( )
A．时间间隔是相对的
B．空间距离是相对的
C．同时是相对的
D．物体的质量是绝对的
D
能力提升
7．(双选)关于经典力学和相对论的关系( )
A．相对论是对经典力学的否定
B．经典力学可以认为是相对论的一个特例
C．经典力学是相对论在低速情况下的近似
D．相对论是在经典力学基础上的推论
BC
8．高速运动的物体，其质量随速度变化的情况是( )
A．速度越大，质量越大
B．速度越大，质量越小
C．质量与速度无关
D．条件不足，无法确定
A
9．(双选)以下运动服从经典力学规律的是( )
A．天体的运动
B．大气、地壳的运动
C．电子绕原子核的运动
D．光子的运动
AB
10．在下列观点中不符合爱因斯坦相对论的是( )
A．任何事件所经历的时间在不同参考系中都是相同的
B．物体质量随速度的增大而增大
C．运动的尺子沿运动方向缩短了
D．运动的时钟要比静止的时钟走得慢
A
11．(双选)在地面附近有一高速飞过的火箭，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是( )
A．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了
B．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了
C．火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化
D．火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了
BCD
12．(双选)下列说法中符合相对论时空观的是( )
A．在一个参考系中同时发生的两个事件，在另一个参考系看来可能是不同时的
B．一个物体相对于观察者运动时，观察者在运动方向上观测，物体的长度要缩短
C．物体的质量是恒定不变的
D．在一个参考系中同时发生的两个事件，在另一个参考系看来也是同时的
AB
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