高中物理 第5章 牛顿力学的局限性与相对论初步 第1节 牛顿力学的成就与局限性 第2节 相对论时空观 第3节 宇宙起源和演化学案 粤教版必修第二册-粤教版高中必修第二册物理学案

第一节 牛顿力学的成就与局限性 第二节 相对论时空观 第三节 宇宙起源和演化学习目标：1.[物理观念]了解牛顿力学的局限性和适用范围。 2.[物理观念]了解狭义相对论的基本假设。 3.[物理观念]了解近现代宇宙模型。一、牛顿力学的成就与局限性1．绝对时空观(1)惯性参考系：牛顿运动定律成立的参考系。(2)非惯性参考系：牛顿运动定律不成立的参考系。(3)伽利略相对性原理：在所有的惯性参考系中，力学规律都具有相同的形式。(4)绝对时空观：绝对的、真实的和数学的时间，由其特性决定自身均匀地流逝着，而与一切外界事物无关，绝对空间的自身特性与任何外界事物无关，它处处均匀，永不移动。2．牛顿力学的成就牛顿力学把宇宙中的天体和地面上的物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界多样性的统一，实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合。3．牛顿力学的局限性和适用范围牛顿力学只适用于低速(远小于光速)、宏观(人类可感知尺度)、弱引力场(如地球附近)和计量精度要求不高的情况。二、相对论时空观1．狭义相对论的基本假设(1)相对性原理：在所有的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。(2)光速不变原理，在所有的惯性参考系中，测得的真空中的光速都相同。2．时空相对性(1)同时性的相对性，在一个惯性参考系中同时发生的两个事件，在另一个惯性参考系看来是不同时的。(2)时间延缓：① 公式：Δt′＝Δt，因为＜1，所以总有 Δt＞Δt′。② 意义：在站台上将观测到火车上的时间进程变慢了，而在运动参考系里的人认为一切正常，这就是时间间隔的相对性，也称为“时间延缓”。(3)长度收缩① 公式：l′＝l，由于＜1，所以总有 l′＜l。② 意义：物体相对于观察者运动时，在运动的方向上，观测者测量到该物体的长度要缩短，而垂直于运动方向的长度不会发生变化，这就是空间距离的相对性，也称为“长度收缩”。3．时空弯曲：根据广义相对论，物体的引力场会使光线弯曲，引力场越强，光线弯曲越厉害。三、宇宙起源和演化1．古代宇宙模型：主要有“地心说”和“日心说”。2．近现代宇宙模型(1)爱因斯坦的第一宇宙模型：由弯曲空间构成，没有边界、没有中心，但在整体上是有限的、静态的宇宙。(2)大爆炸理论是目前描述宇宙起源和演化最好的理论。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在经典力学中，时间、长度和质量与运动没有关系。(√)(2)相对论，完全否定了经典力学的理论。(×)(3)时钟延缓效应是低速的时钟比高速的时钟走...