20xx粵教版高中物理必修2第五章第一、二節(jié)經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性(編輯修改稿)
2025-01-14 01:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 “四維時(shí)空 ”、 “彎曲空間 ”等全新的概念。狹義相對(duì)論提出于 1905 年，廣義相對(duì)論提出于 1915 年（愛(ài)因斯坦在 1915 年末完成廣義相對(duì)論的創(chuàng)建工作，在 1916 年初正式發(fā)表相關(guān)論文）。 重點(diǎn)歸納 一、經(jīng)典時(shí)空觀 1．慣性系與非慣性系 定義：牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立的參考系，稱為慣性參考系，簡(jiǎn)稱慣性系 . 牛頓運(yùn)動(dòng)定律不成立的參考系，稱為非慣性系． 2．伽利 略的相對(duì)性原理 概述：對(duì)于所有的慣性系 ,力學(xué)規(guī)律是相同的 ,或者說(shuō)一切慣性系都是等效的． 3．經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀 (1)概述：絕對(duì)的真實(shí)的數(shù)學(xué)時(shí)間 ,就其本質(zhì)而言，是永遠(yuǎn)均勻地流逝，與任何外界無(wú)關(guān)．絕對(duì)空間就其本質(zhì)而言是與任何外界事物無(wú)關(guān)的，它從不運(yùn)動(dòng)，并且永遠(yuǎn)不變 .這就是經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀，也稱為絕對(duì)時(shí)空觀． (2)幾個(gè)具體結(jié)論 ① 同時(shí)的絕對(duì)性． ② 時(shí)間間隔的絕對(duì)性． ③ 空間距離的絕對(duì)性． 空間是絕對(duì)靜止不動(dòng)的 (即絕對(duì)空間 )，時(shí)間是絕對(duì)不變的 (即絕對(duì)時(shí)間 )．空間和時(shí)間跟任何外界物質(zhì)的存在及其運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)．空 間是三維歐幾里得空間，時(shí)間是一維的，空間和時(shí)間彼此獨(dú)立． 二、相對(duì)論時(shí)空觀 1．狹義相對(duì)論的兩個(gè)假設(shè) (1)在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都相同 ——相對(duì)性原理． (2)不管在哪個(gè)慣性系中，測(cè)得的真空中的光速都相同 ——光速不變?cè)恚? 這是愛(ài)因斯坦在前人的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的假設(shè)，這兩個(gè)假設(shè)就是狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)． 2．狹義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論 (1)“同時(shí) ”的相對(duì)性； 對(duì)于光速不變的原理的證明，首先對(duì) “同時(shí) ”這個(gè)概念進(jìn)行了研究：在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中可能是不同時(shí)的，即 “同時(shí) ”是相對(duì)的． (2)運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢； 時(shí)鐘相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者會(huì)看到它變慢了，運(yùn)動(dòng)速度越快，效果越明顯．即運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢．在運(yùn)動(dòng)參考系中的時(shí)間節(jié)奏變緩慢了 .(一切物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程乃至觀察者自己的生命節(jié)奏均變慢了 )日常生活中的時(shí)間延緩效應(yīng)可以忽略，在運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí) ,則變得特別重要． (3)運(yùn)動(dòng)的尺子縮短； 一根沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小，而在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上，桿的長(zhǎng)度沒(méi)有變化 . (4)物體質(zhì)量隨速度的增加而增大． 物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量比靜止時(shí)的質(zhì)量大，且速度越大，質(zhì)量越大，當(dāng)速度接近光 速時(shí)，質(zhì)量趨于無(wú)窮大． [例 2](單選 ) 屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的是：在不同的慣性系中 ( ) A．真空中光速不變 B．時(shí)間間隔具有相對(duì)性 C．物體的質(zhì)量不變 D．物體的能量與質(zhì)量成正比 解析： 狹義相對(duì)論的基本假設(shè)有： (1)狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理：一切彼此做勻速直線運(yùn)動(dòng)的慣性參考系，對(duì)于描寫運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律來(lái)說(shuō)都是等價(jià)的； (2)光速不變?cè)恚簩?duì)任一慣性參考系，真空中的光速都相等，所以只有 A項(xiàng)正確． 答案： A 觸類旁通 2.（單選）在日常生活中，我們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)物體的質(zhì)量隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化，其原因是 ( ) A．運(yùn)動(dòng)中的物體無(wú)法稱量質(zhì)量 B．物體的速度遠(yuǎn)小于光速，質(zhì)量變化極小 C．物體的質(zhì)量太小 D．物體的質(zhì)量不隨速度的變化而變化 解析： 日常生活中見(jiàn)到的物體的速度都很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速，所以質(zhì)量變化很小，故 B選項(xiàng)正確． 答案： B 方法技巧 \易錯(cuò)易混 \實(shí)驗(yàn)透視 易錯(cuò)易混 忽略經(jīng)典力學(xué)與相對(duì)論的適用范圍 經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是低速宏觀的物體；相對(duì)論的適用范圍是高速運(yùn)動(dòng)的物體，這個(gè)速度接近光的速度． 【例 3】關(guān)于時(shí)間、長(zhǎng)度和質(zhì)量的測(cè)量，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．時(shí)間均勻流逝，物體的長(zhǎng)度一定，它們與 參考系的速度無(wú)關(guān) B．物體的質(zhì)量是物體的固有屬性，無(wú)論在哪一個(gè)參考系中測(cè)量都是一樣的 C．物體的速度越大，物體的質(zhì)量越大 D．無(wú)論是時(shí)間、長(zhǎng)度，還是質(zhì)量，其測(cè)量都與所選的參考系的速度有關(guān) 錯(cuò)因：忽略了經(jīng)典力學(xué)和相對(duì)論的適用范圍，不知道選項(xiàng) C、 D 到底哪一個(gè)正確． 正解：只有在參考系的速度與光速相接近時(shí)，相對(duì)論才是成立的，當(dāng)物體的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速時(shí)，盡管速度增加，物體的長(zhǎng)度、質(zhì)量以及過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間都可以看成是不變的． 答案： D 觸類旁通 3． (單 選
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