相对论时空观与牛顿力学的局限性导学案一、学习任务1.了解牛顿力学的成就与局限性2.了解相对论时空观二、学习准备准备好教材及纸笔三、教学环节1.牛顿力学建立的过程从一个问题入手引出问题：在一个无限大的光滑水平面上，有一质量为m的物体，在一个水平恒力F的作用下，从静止开始运动。牛顿力学（经典力学）的成就与局限性17世纪牛顿力学构成了体系。可以说，这是物理学第一次伟大的综合。牛顿建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律，并发展了变量数学微积分，具有解决实际问题的能力。他开拓了天体力学这一科学，海王星和冥王星的发现就充分显示了这一点。时间、长度和质量这三者都与参考系的运动无关“物理学上空的两朵乌云”（1）迈克耳孙—莫雷实验：19世纪，英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度等于光速c。人们自然要问：这个速度是相对哪个参考系而言的？一些物理学家对这个问题进行了研究。在实验研究中，1887年的迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的！这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系不符。（2）黑体辐射问题。2.爱因斯坦相对论时空观两条基本假设(1)在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的；(2)真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。狭义相对论结论(1)同时是相对的(2)时间延缓效应(3)长度收缩效应(4)运动的物体质量变大时间、长度和质量这三者都与参考系的运动有关。Fm时间延缓效应长度收缩效应运动的物体质量变大相对论时空观与牛顿力学的关系（1）经典力学的适用范围，只适用于低速运动，不适用高速运动，只适用于宏观世界，不适用微观世界，只适用于弱引力，不适用于强引力的情况。（2）对于高速运动（接近光速）需要应用爱因斯坦相对论，当物体的速度远远小于真空光速时，相对论物理学与经典物理学的结论是没有区别的。例：下列说法中不符合相对论原理的是()A．只有静止的参照系是惯性系B．由于在任何惯性系中力学规律都是相同的，因此,研究力学问题时可以选择任何惯性系C．在不同的惯性系中，光速都是相同的D．在一个惯性系内进行任何力学实验都不能判断它是否相对另一个惯性系做匀速直线运动22'1cvtt22'1cvll022()1mmvvc
