高考物理 主题三 牛顿力学的局限性和相对论初步 3.1-3.3学案 粤教版-粤教版高三全册物理学案

主题三 牛顿力学的局限性和相对论初步3.1 经典力学的成就与局限性3.2 经典时空观与相对论时空观3.3 宇宙的起源与演化学习目标核心提炼1.了解经典力学的发展历程和伟大成就。4 个概念——经典力学、经典时空观、狭义相对论、相对论时空观3 个结论——经典时空观及其基本推论、狭义相对论的理论基础、相对论时空观的几个推论2.知道经典力学的局限性和适用范围。3.了解经典时空观及其基本推论。4.了解狭义相对论的理论基础与相对论时空观的几个推论。5.了解宇宙的起源与演化。一、经典力学的局限性和适用范围[观图助学]如图是以牛顿为代表的对经典力学做出重要贡献的科学家，那么经典力学的适用范围是什么？经典力学有哪些局限性？1.经典力学的适用范围：对于宏观、低速(相对光速)物体的运动经典力学仍然适用。2.经典力学的局限性(1)经典力学的应用受到物体运动速率的限制，当物体运动速率接近于真空中的光速时，经典力学的许多观念将发生重大变化。(2)经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象。[理解概念]判断下列说法是否正确。(1)牛顿运动定律适用于任何参考系。(×)(2)经典时空观认为时间间隔是绝对的。(√)(3)经典时空观认为物体的质量是绝对的。(√)(4)不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和相对论都是适用的。(×)二、经典时空观与相对论时空观[观图助学]爱因斯坦提出相对论，由相对论时空观可知，运动的时钟会变慢及运动的尺子会缩短，但为什么我们在日常生活中从未注意到长度收缩和时间膨胀效应？1.经典时空观(1)惯性系与非惯性系① 惯性系：凡是牛顿运动定律成立的参考系，相对于惯性系静止或做匀速直线运动的参考系都是惯性系。② 非惯性系：牛顿运动定律不成立的参考系，相对于惯性系做变速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，力学规律都是相同的，或者说，一切惯性系都是等效的。(3)经典时空观(绝对时空观)：时间永远均匀地流逝，与任何外界无关；空间与任何外界事物无关，从不运动，永远不变。(4)经典时空观的几个具体结论① 同时的绝对性；② 时间间隔的绝对性；③ 空间距离的绝对性；④ 物体质量恒定不变。即它们与参考系的选择(或观察者的运动状态)无关。2.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，这与经典力学的速度 合成 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...