高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性教案习题（含解析）新人教版必修2-新人教版高中必修2物理教案

第 5 节 相对论时空观与牛顿力学的局限性1．相对论时空观(1)绝对时空观：时间与空间都是独立于物体及其运动而存在的，也叫□ 牛顿力学时空 观。(2)爱因斯坦假设：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是□ 相同 的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是□ 相同 的。(3)相对论时空观：运动物体的长度(空间距离)和物理过程的快慢(时间进程)都跟物体的运动状态□ 有关 。① 时间延缓效应：如果相对于地面以 v 运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为 Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作 的 时 间 间 隔 为 Δt ， 那 么 两 者 之 间 的 关 系 是 □ Δ t ＝ ， 由 于 1 － 2<1 ， 所 以 总 有Δt□ > Δτ。② 长度收缩效应：如果与杆相对静止的人测得杆长是 l0，沿着杆的方向，以 v 相对杆运动的人测得杆长是 l，那么两者之间的关系是□ l ＝ l 0 ，由于 1－2<1，所以总有 l□ < l0。2．牛顿力学的成就与局限性(1)牛顿力学的基础是□ 牛顿运动定律 ，它在□ 宏观 、□ 低速 的领域里与实际相符合，但是物体在以□ 接近光速 运动时所遵从的规律，有些与牛顿力学的结论□ 并不相同 。(2)电子、质子、中子等微观粒子不仅具有□ 粒子性 ，同时还具有波动性，它们运动的规律在很多情况下不能用牛顿力学来说明，而□ 量子力学 能够很好地描述微观粒子运动的规律。(3)当物体的运动速度远小于光速 c 时(c＝3×108 m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结论□ 没有区别 。当另一个重要常数即普朗克常量 h 可以忽略不计时(h＝6.63×10－34 J·s)，量子力学和牛顿力学的结论□ 没有区别 。相对论与量子力学都没有否定牛顿力学，而只认为牛顿力学是它们在一定条件下的特殊情形。典型考点一 相对论时空观1．一颗以 0.1c 的速度朝地球运动的星突然爆炸变为一颗明亮的超新星，爆炸所发出的光离开这颗超新星的速度为________，在地球测量，这束光射向地球的速度为________。答案 3×108 m/s 3×108 m/s解析 这颗超新星和地球都可近似看成是惯性系，因在一切惯性参考系中，真空中的光速都相同的，因此光以 c＝3×108 m/s 的速度离开超新星，也以这个速度射向地球。2．一张宣传画 5 m 见方，平行地贴于铁路旁边的墙上，一超高速列车以 2×108 m/s的速度接近此宣传画，这张画由司机测量时的宽度为...