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- 2021-05-25 发布
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6.6经典力学的局限性
★新课标要求
(一)知识与技能
1、了解经典力学的局限性,知道它只在宏观、低速现象领域成立。[来源:Z_xx_k.Com][来源:学_科_网Z_X_X_K]
2、知道狭义相对论的基本原理和强相互作用及弱相互作用。
(二)过程与方法
牛顿通过思考物体在接近光速运动时的现象,认识到长度、质量和经过的时间,都随观察者的参考系(特定观察)而变化,这意味着绝对时间、绝对空间等都是错误的。
(三)情感、态度与价值观
认识到牛顿力学的局限性,只适用低速,不适用于高速;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。经典力学具有局限性。
★教学片段
一、提出问题:
1、速度有无极限。
2、微观粒子的行为与宏观物体是否遵循相同的规律。
3、时间和空间是否是绝对一成不变的。
4、牛顿建立的经典力学已相当完善,爱因斯坦为什么还要提出相对论。相对论是否全盘否定了牛顿的经典力学理论。牛顿的局限1)绝对时空观,认为时间与空间无关,时空与运动无关,是绝对的物理量。2)当一些问题牛顿解释不了时,它就只好用上帝的万能来解释,为此牛顿花费了后半生的心血,这正是牛顿的悲剧。
二、伽利略相对性原理:
在彼此作匀速直线运动的惯性系中,一切力学现象都具有相同的规律。
一切彼此作匀速直线运动的惯性系,对于描述物理规律都是等价的。或在所有惯性系中,物理规律都具有相同的形式。
三.狭义相对论的基本原理[来源:Zxxk.Com]
1905年,出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(1879──1955)发表了狭义相对论。这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度,其它任何事物──速度、长度、质量和经过的时间,都随观察者的参考系(特定观察)而变化。这意味着绝对时间、绝对空间等都是错误的。
1、相对时间
狭义相对论认为时间不是绝对的(即固定不变的)。爱因斯坦指出,随着物体(观察者所见到的)线性运动速度的加快,时间会变慢。使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性,将一个钟表留在地面上,而携带另一个以很快速度移动(如在喷气式飞机上),随后进行比较,静止的钟表总比另一个稍微快一点。
2、相对长度
爱尔兰物理学家乔治·佛兹杰拉德(1851──1901)提出,物质会在运动的方向上收缩(缩小),这意味着根据一个静止观察者的观点,一枚以接近光线运行的火箭所表现出的长度会比它静
止时更短,尽管乘坐火箭的人看来并没有什么两样。爱因斯坦指出,任何物体以光速运动时,其长度将会缩短为零。
3、相对质量
物体运动时的质量与静止质量的关系
4、光速不变原理
对任何惯性系,在真空中沿任意方向传播的光速都相同,且与光源的运动状态无关。即谁测真空中的光速都是c ,与惯性系的选择及光源无关。
四、从宏观到微观
经典力学一般不适用于微观粒子,20世纪20年代建立了量子力学,它能够正确地描述微观粒子的规律性。相对论和量子力学的出现,说明人类对自然界的认识更深入,而不表示经典力学失去意义,只是使人们认识到经典力学有它的适用范围:只适用低速,不适用于高速;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。
五、从弱引力到强引力 了解弱相互力和强相互作用力
[来源:Zxxk.Com]
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