設想人類可以利用飛船以0.2c的速度進行星際航行。若飛船向正前方的某一星球發(fā)射一束激光，該星球上的觀察者測量到的激光的速度是多少？
自然和自然的法則在黑暗中隱藏；上帝說，讓牛頓去吧！于是一切都被照亮。魔鬼說，讓愛因斯坦去吧！于是一切又回到黑暗中。
1.空間和時間都獨立于物體及其運動而存在。2.時間和空間是兩個獨立的觀念,彼此間沒有聯(lián)系。3.通俗地說就是時間、長度和質(zhì)量這三者都與參考系的選取無關。
1.牛頓力學與電磁波理論遇到了怎樣的矛盾和沖突
英國物理學家麥克斯韋根據(jù)電磁場理論預言了電磁波的存在，并證明電磁波的傳播速度等于光速。
1887年邁克耳孫——莫雷實驗表明：在不同的參考系中，光的傳播速度都是一樣的。
按照絕對時空觀,光的傳播速度與參考系的選取有關,而實驗測得光的傳播速度與參考系的選取無關,二者有矛盾.
(1)在不同的慣性參考系中,物理規(guī)律的形式都是相同的;(2)真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都是相同的。
如果你接受了愛因斯坦的兩個假設，假設一列火車沿平直軌道飛快的地勻速行駛，車廂中央的光源發(fā)出了一個閃光，那么在車上的人和在車下的人，看到閃光照到車廂前壁和后壁這兩個時間是否都是同時發(fā)生的呢？
如果與桿相對靜止的人測得桿長是l0，沿著桿的方向，以v相對桿運動的人測得桿長是l，那么兩者之間存在怎樣的關系？
（1）長度收縮效應:一條沿自身長度方向運動的桿,其長度總比桿靜止時的長度變小。
1.牛頓力學的成就： 牛頓力學的基礎是牛頓運動定律,萬有引力定律的建立與應用更是確定了人們對牛頓力學的尊敬.在宏觀物體做低速運動的廣闊領域,牛頓力學與實際相符合,顯示了牛頓運動定律的正確性和牛頓力學的魅力.
二、牛頓力學的成就與局限性
2.牛頓力學的局限性:(1)微觀世界:電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子,發(fā)現(xiàn)它們不僅具有粒子性,同時還具有波動性,它們的運動規(guī)律在很多情況下不能用牛頓力學來說明。(2)牛頓力學只適用于低速運動,不適用于高速運動。
3.相對論和量子力學與牛頓力學的關系： 當物體的運動速度遠小于光速c時,相對論物理學與牛頓力學的結(jié)論沒有區(qū)別;當另一個重要常數(shù)即普朗克常量h可以忽略不計時,量子力學和牛頓力學的結(jié)論沒有區(qū)別.相對論和量子力學都沒有否定牛頓力學,只是認為牛頓力學是在一定條件下的特殊情形.
1．美國科學家于2016年2月11日宣布，他們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(nèi)彌補了牛頓力學的局限性。關于牛頓力學，下列說法正確的是 （　　）A．牛頓力學完全適用于物體的運動B．牛頓力學取得了巨大成就，在宏觀物體低速運動中是普遍適用的C．隨著物理學的發(fā)展，牛頓力學將逐漸成為過時的理論D．由于相對論的提出，牛頓力學已經(jīng)失去了它的應用價值
【答案】B【詳解】AB．牛頓力學適用于低速運動、宏觀物體，A錯誤，B正確；C．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(xiàn)，就否定了經(jīng)典力學，經(jīng)典力學仍然是正確的，C錯誤；D．雖然相對論、量子論的提出，但經(jīng)典力學仍是有一定的價值。對于低速、宏觀的物體經(jīng)典力學仍然適用，D錯誤。故選B。
2．有兩個慣性參考系1和2，相向做勻速直線運動，下列敘述正確的是（　?。〢．在參考系1看來，2中的所有物理過程都變快了；在參考系2看來，1中的所有物理過程都變慢了B．在參考系1看來，2中的所有物理過程都變快了；在參考系2看來，1中的所有物理過程也變快了C．在參考系1看來，2中的所有物理過程都變慢了；在參考系2看來，1中的所有物理過程都變快了D．在參考系1看來，2中的所有物理過程都變慢了；在參考系2看來，1中的所有物理過程也變慢了
【答案】D【詳解】時間延緩效應與相對運動的方向無關，靜止參考系的時間是固有時間，v為相對運動速度，Δt為觀察的參考系中經(jīng)歷的時間，Δτ為被觀察的參考系中所經(jīng)歷的時間，也即固有時間。根據(jù)時間延緩效應公式可知，在相對某參考系運動的參考系看來，原參考系中的時間變長了，運動就變慢了。
3．如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當鐵塔B發(fā)出一個閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是（　　）A．同時被照亮B．A先被照亮C．C先被照亮D．無法判斷
【答案】C【詳解】列車上的觀察者看到的是由B出發(fā)后經(jīng)過A和C反射的光，由于列車在這段時間內(nèi)向C運動靠近C，而遠離A，所以C的反射光先到達列車上的觀察者，看到C先被照亮。故選C。
4．關于牛頓力學理論，下列說法正確的是（　 ?。〢．牛頓力學是物理學和天文學的基礎，也是現(xiàn)代工程技術(shù)的理論基礎B．牛頓力學的理論體系是經(jīng)過幾代科學家長期的探索，歷經(jīng)曲折才建立起來的C．牛頓力學具有豐富的理論成果，也建立了驗證科學的方法體系D．當物體運動速度很大（v→c）時，牛頓力學理論所得的結(jié)果與實驗結(jié)果相符合

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高中物理人教版 (2019)必修 第二冊電子課本

5 相對論時空觀與牛頓力學的局限性

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第二冊

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