(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.doc

(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
@@@一、学习目标
1.了解经典力学的发展历程和伟大成就
2.了解牛顿力学的适用范围与局限性
3.了解经典时空观
4.了解相对论时空观
@@@二、基础知识点拨
1.从亚里士多德和阿基米德的物理学发展到经典经力学典体系经历了约2000年的时间，经历了以哥白尼、开普勒和伽利略为代表的科学革命.牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，进行一次科学的伟大的综合，即天与地、实验归纳与理论演绎、时空观与方法论、数学与哲学、物理思维与技术应用等方面的综合，形成了一个以实验为基础，以数学为表达形式的力学体系.经典力学实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合.
2.牛顿力学的应用受到物体运动速率的限制;而且不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象.
3.经典时空观：
①同时的绝对性;
②时间间隔的绝对性;
③空间间隔的绝对性
4.相对论时空观:
(1)相对性原理:在所有的惯性系中物理定律的形式相同.
(2)光速不变原理:在所有的惯性系里，真空中光速具有相同的值.
导出结论:
(1)同时的相对性
(2)运动的时间变慢

(3)运动的长度缩短

(4)运动的质量随速率的增大而增大

5.惯性参考系：牛顿运动定律成立的参考系，简称惯性系．
6.非惯性参考系：牛顿运动定律不能成立的参考系．
@@@三、典型题精析
【例题1】19世纪和20世纪之交，经典物理已达到了完整、成熟的阶段，但“在物理学晴朗天空的远处还有两朵小小的、令人不安的乌云”，人们发现了经典物理学也有无法解释的实验事实，“两朵乌云”是指()
A.宏观问题
B.高速问题
C.微观问题
D.低速问题
【解析】由伽利略和牛顿创立的经典力学及物理学的各个分支，在19世纪相继进入鼎盛时期，它的完美和威力使物理学家深信，天地四方，古往今来的一切现象都能够用经典力学来描述，但是当人们用来解释原子内部结构微观世界和接近光速的高速运动的物体时，发现与实际情况有很大的出入，这令许多物理学家感到困惑，成为“令人不安的乌云”.故选B、C.
【答案】BC
【例题2】一氦核的质量为，以0．8c的速率运动，它的运动质量为()
A.
B.
C.
D.
【解析】由式代入数据得：
，运动质量为静止质量的倍．
【答案】A
【例题3】一介子固有寿命为,若以0.998c的速度进入大气,从高空到地面约10km,则介子()
A．能到达地面
B．不能到达地面
C．条件不足,不可确定
【解析】从介子看来,从高空到地面的距离缩短为:.
【答案】A
【例题4】有一电梯，竖直向上以加速度a做匀加速直线运动．电梯内有一悬绳吊着一个小球，小球距电梯底板距离为h，悬绳突然断开，试分析经多长时间小球掉到电梯的底板上?
【解析】若以电梯为参考系，则此参考系为非惯性系．设小球质量为m，则小球受到向下的惯性力和向下的重力G=mg，由牛顿第二运动定律得小球下落加速度大小：
，方向竖直向下，
故下落历时．
【答案】

@@@四、考点精练
1、牛顿进行科学的伟大的综合的基础是()
A.笛卡儿研究的基础上
B.伽利略研究的基础上
C.开普勒研究的基础上
D.惠更斯研究的基础上
2、一长度为l=90m的飞船,沿船头方向相对地球以v=0.8c的速度在一观测站的上空飞过,该观察站测得飞船的长度为()m
A．54m
B．55m
C．56m
D．57m
3、一个以速度v=0.8c相对地球运动的物体,在地球上相对地球静止的人看来,它的质量是()
A．1.5
B．1.6
C．1.7
D．1.8
4、地球上的人能看到地球与火星同时发生的事吗?()
A．能
B．不能
C．条件不足,不可确定
5、一粒子的运动速度为0.8c,其固有寿命是2.5s,但从相对静止的地球上的人看来,其寿命是()s
A．4.17
B．4.21
C．4.36
D．4.23
@@@五、练习参考答案
1.【答案】ABCD
【解题指引】牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，进行一次科学的伟大的综合.
2.【答案】A
【解题指引】
3.【答案】C
【解题指引】

4.【答案】B
【解题指引】光传输需要时间.
5.【答案】A
【解题指引】.