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    2021春高中物理人教版必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 相对论时空观与牛顿力学的局限性 (学案)
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    2021春高中物理人教版必修第二册  第七章 万有引力与宇宙航行  相对论时空观与牛顿力学的局限性 (学案)01
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    高中物理人教版 (2019)必修 第二册5 相对论时空观与牛顿力学的局限性精品导学案

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    这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册5 相对论时空观与牛顿力学的局限性精品导学案,共3页。学案主要包含了学习目标,学习重点,学习难点,新知探究,学习小结,精练反馈等内容,欢迎下载使用。

    【学习目标】


    1.知道以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围。


    2.知道相对论、量子力学和经典力学的关系。


    3.通过对牛顿力学适用范围的讨论,使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围,认识知识的变化性和无穷性,培养献身于科学的时代精神。


    【学习重点】


    了解经典力学的局限性


    【学习难点】


    了解相对论、量子力学与经典力学的关系


    【新知探究】


    一、自主学习


    1.“同时”的相对性


    (1)经典物理学认为:如果两个事件在一个参考系中是同时的,在另一个参考系中一定也是________的。


    (2)狭义相对论的时空观认为:同时是________的,即在同一个参考系中不同地点同时发生的两个事件,在另一个参考系中不一定是________的。


    2.时间间隔的相对性


    (1)经典物理学认为:某两个事件,在不同的惯性系中观察,它们的时间间隔总是________的。


    (2)相对论的时空观:某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们的时间间隔是________的。


    设表示相对事件发生地静止的惯性系中观测的两事件的时间间隔,表示相对事件发生地以速度v高速运动的参考系中观测的同样两事件的时间间隔,则它们的关系是________,即运动时钟会变慢。


    3.长度的相对性


    (1)经典的时空观:一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。


    (2)相对论的时空观:“长度”也具有相对性,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比静止时的长度小。与杆相对静止的人认为杆长为,与杆相对运动的人认为杆长是,那么两者之间的关系是________,即运动长度会收缩。


    二、合作学习


    【问题1】经典力学在哪些领域不能适用?能说出为什么吗?举例说明。


    结论:经典力学在微观领域和高速运动领域不再适用;在不同参考系中不能适用;在强引力的情况下,经典的引力理论也是不适用的。


    因为微观粒子(如电子、质子、中子)在运动时不仅具有粒子性,而且还具有波动性,经典力学不能说明这种现象,所以它不再适用,同时在高速运动领域,由于物体运动速度太快,要导致质量发生变化,而经典力学认为质量是不变的,所以经典力学在高速运动领域内也不再适用。


    【问题2】经典力学的适用范围是什么?


    结论:宏观物体,低速运动。


    【问题3】相对论和量子力学的出现是否否定了牛顿的经典力学?应该怎样认识?


    结论:相对论和量子力学的出现并没有否定牛顿的经典力学,它们只是在不同情况下采用的不同研究方法,经典力学在微观领域、高速运动的情况下不再适用,而量子力学也不适用于宏观、低速运动的物体。


    【学习小结】


    1.爱因斯坦的两个假设


    相对性原理:在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的;光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。


    2.时间延缓效应


    3.长度收缩效应


    4.经典力学只适用于解决低速运动问题,不能用来处理高速运动问题,经典力学只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子:经典力学只适用于解决弱引力问题,不能用来处理强引力问题。


    【精练反馈】


    1.判断下列说法是否正确。


    (1)一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同,这是经典物理学家的观点。(√)


    (2)一根杆的长度静止时为,不管杆如何运动,杆的长度均小于。(×)


    (3)“动钟变慢”是时钟的精度因运动而发生了变化。(×)


    (4)长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对运动状态的改变而改变。(√)


    (5)高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了。(√)


    (6)地面上的人认为两个事件同时发生,而高速运动的飞船中的宇航员却不这么认为。(√)


    2.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列表述正确的是(AD)


    A.牛顿发现了万有引力定律


    B.牛顿通过实验证实了万有引力定律


    C.相对论的创立表明经典力学已不再适用


    D.爱因斯坦建立了狭义相对论,把物理学推到高速领域


    3.20世纪以来,人们发现了一些新的事实,而经典力学却无法解释,经典力学只适用于解决物体低速运动的问题,不能用来处理高速运动的问题;只适用于宏观物体,不适用于微观粒子。这说明(BCD)


    A.随着认识的发展,经典力学已成了过时的理论


    B.人们对客观事物的具体认识,在广度上是有局限性的


    C.不同领域的事物各有其本质与规律


    D.人们应当不断扩展认识,在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律


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