《相對論時空觀與牛頓力學的局限性》萬有引力與宇宙航行PPT課件
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、相對論時空觀
【思考】
一架飛機在上海楊浦大橋上空勻速飛過,飛機飛行方向與大橋平行,問飛機上的乘客看到的大橋長度與靜止觀察時相比有什么變化?
提示:變短了。
1.愛因斯坦兩個假設:
(1)在不同的慣性參考系中,物理規律的形式都是_____的;
(2)真空中的光速在不同的參考系中大小都是_____的。
2.時間延緩效應:
如果相當于地面以v運動的慣性參考系上的人觀察到與其一起運動的物體完成某個動作的時間間隔為Δτ,地面上的人觀察到該物體在同一地點完成這個動作的時間間隔為Δt,則Δt=____________。
3.長度收縮效應:
如果與桿相對靜止的人測得桿長是l0,沿著桿的方向,以v相對桿運動的人測得桿長是l,則l=_________。由于1-( )2<1,所以總有l<l0,此種情況稱為長度收縮效應。
二、牛頓力學的成就與局限性
【思考】
能根據牛頓運動定律研究原子中電子的運動嗎?
提示:不能。
1.牛頓力學的成就:從地面上物體的運動到天體的運動,都服從_________的規律。
2.牛頓力學的局限性:
(1)微觀世界:電子、質子、中子等微觀粒子,發現它們不僅具有粒子性,同時還具有波動性,它們的運動規律在很多情況下不能用牛頓力學來說明。
(2)牛頓力學只適用于_____運動,不適用于_____運動。
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相對論時空觀與牛頓力學的局限性PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
長度的收縮效應
1.物體速度較低時,相對論長度近似等于靜止長度。
2.物體速度較高時,其相對論長度l=______。
【典例示范】
地面上長100 km的鐵路上空有一火箭沿鐵路方向以30 km/s的速度掠過,則火箭上的人看到鐵路的長度應該為多少?如果火箭的速度達到0.6c,則火箭上的人看到的鐵路的長度又是多少?
【解析】當火箭速度較低時,火箭上的人看到鐵路的長
度基本不變,還是100 km。
當火箭的速度達到0.6c時,由相對論長度公式l=
代入相應的數據得:
l=100× km=80 km。
答案:100 km 80 km
【拓展例題】考查內容:光速不變原理的理解
【典例示范】科學家預言,在遙遠的將來,離子推進發動機驅動的宇宙飛船很可能會用于宇宙航行,這種飛船能以接近光速飛行。設想在以0.9c飛行的飛船上打開一個光源,則下列說法正確的是( )
A.飛船正前方的觀察者看到的光速為1.9c
B.飛船正后方的觀察者看到的光速為0.1c
C.在垂直飛船前進方向上的觀察者看到的光速是
D.在任何地方的觀察者看到的光速都是c
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