《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
第一部分內容：學習目標
1、知道牛頓運動定律的適用范圍。
2、了解經典力學在科學研究和生產技術中的廣泛應用。
3、知道質量與速度的關系，知道高速運動中必須考慮速度隨時間的變化。
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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：新課導入
按照狹義相對論，不僅“同時”是相對的，有時候，甚至事情的先后也都是相對的。舉一個例子，一節長為10米的列車，A在車后部，B在車前部。當列車以0.6c的高速度通過一個站臺的時候,突然站臺上的人看到A先向B開槍,過了12.5毫微秒,B又向A發射。因而站臺上的人作證：這場槍戰是由A挑起的。但是，車上的乘客卻提供相反的情況，他們說，是B先開槍，過了10毫微秒，A才動手。事件是由B發動的。
到底是誰先動手呢？沒有絕對的答案。在這個具體事件中，誰先誰后是有相對性的。在列車參考系中，B先A后，而在車站參考系中則是A先B后。甚至于飛船上的人可能會看到你先把蘋果吃了，再看到蘋果掉在了地上。
（1）相對時間
狹義相對論認為時間不是絕對的（即固定不變的）。愛因斯坦指出，隨著物體（觀察者所見到的）運動速度的加快，時間會變慢。
使用同步原子鐘已證實了這個結論的正確性，將一個鐘表留在地面上，而攜帶另一個以很快速度移動（如在噴氣式飛機上），隨后進行比較，靜止的鐘表總比另一個稍微快一點。
（2）相對長度
愛爾蘭物理學家佛茲杰拉德(1851─1901)提出，物質會在運動的方向上收縮（縮?。?，這意味著根據一個靜止觀察者的觀點，一枚以接近光線運行的火箭所表現出的長度會比它靜止時更短，盡管乘坐火箭的人看來并沒有什么兩樣。
愛因斯坦指出，任何物體以光速運動時，其長度將會縮短為零。
從宏觀到微觀
19世紀末-20世紀初，深入到微觀領域，發現電子、質子、中子等微觀粒子不僅具有粒子性，同時還具有波動性，很多情況下經典力學說明不了。
愛因斯坦提出的光子的概念，認為光既是電磁波，又是一份一份傳播的
原子中的電子只能在分立的特定軌道上運動，只有從一個軌道跳躍到另一個軌道。中間不連續。
任何物體都具有波動性，你坐在椅子上，你是波動的，有波長。
物體的位置是不確定的，只能用幾率來反映
從弱引力到強引力
1.物體間的萬有引力是弱引力，經典力學適用
2.天體半徑減小到一定程度時(太陽的引力半徑為3 km，地球的引力半徑為1 m,如白矮星)，天體間的引力就趨于無窮大 ，強引力。黑洞這種極端條件下的宇宙天體。它有極強的吸引力，黑洞本身的巨大質量造成空間彎曲
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相對論時空觀與牛頓力學的局限性PPT，第三部分內容：課堂練習
題組一 經典力學與經典時空觀
題1 2016年2月11日，科學家宣布探測到引力波的存在。引力波是實驗驗證愛因斯坦相對論的最后一塊缺失的“拼圖”，相對論在一定范圍內彌補了經典力學的局限性。關于經典力學，下列說法正確的是（ ?。?/p>
A.經典力學完全適用于宏觀低速運動
B.經典力學取得了巨大成就，是普遍適用的
C.隨著物理學的發展，經典力學將逐漸成為過時的理論
D.隨著相對論、量子論的提出，經典力學已經失去了它的應用價值
【解析】A對：經典力學適用于宏觀低速運動的物體，宏觀物體是相對于微觀粒子而言的。
B錯：經典力學取得了巨大的成就，但它也具有一定的局限性，并不是普遍適用的。
C、D錯：在微觀高速情況下，要用量子力學和相對論來解釋，但是并不會因為相對論和量子力學的出現，就否定了經典力學，經典力學不會過時也不會失去價值。
【答案】 A
題2［2019•廣東佛山一中高一檢測］經典力學不能適用下列哪些運動（ ?。?/p>
A. 火箭的發射
B. 微觀粒子的波動性
C. “勇氣號”火星探測器在太空的運動
D. 宇宙飛船繞地球的運動
題3［多選］下列說法正確的是（ ?。?/p>
A. 不論是對宏觀物體，還是微觀粒子，經典力學和量子力學都是適用的
B. 當物體運動速度很大（接近光速）時，經典力學理論所得的結果與實際結果之間出現了較大的偏差
C. 在經典力學中，物體的質量是不變的，在狹義相對論中，物體的質量隨物體速度增大而減小
D. 牛頓的引力理論不能用于中子星表面
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