《经典时空观与相对论时空观》导学案1 (2)

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1、经典力学的成就与局限性经典时空观与相对论时空观课前自主预习1.在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，建立了一套完整的经典力学体系．答案：牛顿2.经典力学的应用受到物体运动速率的限制，即其只适用于处理运动的物体．不适用于领域中物质结构和能量不连续的现象．答案：低速微观3.凡是牛顿运动定律成立的参考系就称为，简称；而牛顿定律不成立的参考系称为．对于所有惯性系，力学规律都是相同的，或者说，一切惯性系都是．答案：惯性参考系惯性系非惯性系等效的4.相对论时空观的两个基本假设：第一是，第二是．相对论的四条重要结论是：(1)“同时”的；(2)运动的时钟；(3)

2、运动的尺子；(4)物体质量随速度的增加而．答案：相对性原理光速不变原理相对性变慢缩短增大5.(单选)牛顿运动定律适用于下列哪种情形（）A．研究原子中电子的运动B．研究“神舟”飞船的发射C．研究地球绕太阳的运动D．研究飞机从北京飞往广州解析:经典力学适用于宏观、低速等区域，故BCD都适用，而研究微观世界的粒子—电子的运动，经典力学不再适用。答案:A课堂互动探究图5-1-1知识点1经典力学的成就与局限性新知探究艾萨克·牛顿爵士是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家，同时也是物理学家、数学家和哲学家，晚年醉心于炼金术和神学。他在1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学方

3、法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律和三大运动定律。这四条定律构成了一个统一的体系，被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”，由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。重点归纳一、经典力学的发展历程1．伽利略之前人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或融合在哲学之内，物理学就整体而言还没有成为

4、独立的科学．(在这个阶段作出突出贡献的是阿基米德)2．从伽利略到牛顿这一阶段是经典力学从基本定律到建成理论体系的阶段．为经典力学打下重要基础的物理学家有：(1)伽利略：发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原理，奠定了动力学的基础．(2)笛卡儿：在伽利略研究的基础上，第一次比较完整地表述了惯性定律，并强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性．2．从伽利略到牛顿这一阶段是经典力学从基本定律到建成理论体系的阶段．为经典力学打下重要基础的物理学家有：(1)伽利略：发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原理，奠定了动力学的基础．(2)笛卡儿：在伽利略研究的基础上，第一次比较完整地表述了惯性定律，并强调

5、了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性．(3)惠更斯：全面细致地解决了完全弹性碰撞问题．(4)开普勒：发现了行星运动定律．(5)牛顿：在前人研究的基础上，采用了归纳与演绎、综合与分析的方法，总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学(也称牛顿力学或古典力学)体系，物理学从此成为一门成熟的自然科学．3．牛顿之后这一阶段主要是后人对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善．(1)19世纪，经典力学的发展表现为一些科学家在不改变实质的条件下，用新的、更简洁的形式重新表述了牛顿运动定律，形成了分析力学．(2)经典力学由单个质点推广到多质点构成的系统：首先

6、建立了刚体力学，随后又出现了弹性力学、塑性力学、流体力学等．二、经典力学的伟大成就1．经典力学把天上物体和地上物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合．2．在研究方法上，人们把经典力学中行之有效的实验和数学相结合的方法推广到物理学的各个分支学科上，相继建立了热学、声学、光学、电磁学等，从而形成了完整的经典物理学体系．3．经典力学与其他基础科学相结合产生了一些交叉性的分支学科，最早的是与天文学结合产生的天体力学，成为现代高度发达的航空航天技术的理论基础．没有经典力学也就没有今天的空间科学．4．20世纪以来，出现了更多的与经典力学相结合的交

7、叉学科．三、经典力学的局限性和适用范围1．局限性(1)经典力学的应用受到物体运动速率的限制．当物体的速率接近光速时经典力学不再成立．当物体运动的速率接近于真空中的光速时，经典力学的许多观念将发生重大变化．(2)牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象．牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象.19世纪和20世纪之交，物理学的三大发现，即X射线的发现、电子的发现和放射性的发现，使