《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT教学课件

人教版高中物理必修二《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT教学课件，共30页。

生活经验让我们体会到，时间好像一条看不见的长河，均匀地自行流逝着，空间好像一个广阔无边的大房间，它们彼此独立，都不影响物体及其运动。这种绝对时空观，也叫牛顿力学时空观。

我们知道，如果河水中的河水以相对河岸的速度v水流动，河中的船以相对于水的速度v船顺流而下，则船相对于岸边的速度为

v合=v船+v水

爱因斯坦假设：

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。

经典力学的巨大成就

(1)把天体运动与地面上物体的运动统一起来．

(2)经典力学和以经典力学为基础发展起来的天体力学、材料力学和结构力学等．

(3)力学和热力学的发展及其与生产的结合引发了第一次工业革命．

(4)由牛顿运动定律导出的动量守恒定律、机械能守恒定律等是航空航天技术的理论基础．

经典力学的局限性

1．经典力学是从日常机械运动中总结出来的，超出这个范围，经典力学常常就不适用了．

2．绝对时空观：牛顿认为，时间、空间与物质及其运动完全无关，时间与空间也完全无关．

正确理解绝对时空观

①时间和空间是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的．

②经典力学的时空观认为，时间就其本质而言是永远均匀地流逝，与任何其他外界事物无关，空间就其本质而言与外界任何事物无关，它从不运动，并且永远不变．

由绝对时空观得到的结论

①同时的绝对性

在一个惯性系中的观察者在某一时刻观测到两个事件，对另一个做匀速直线运动的惯性系中的观察者来说是同时发生的，即同时性与观察者的运动状态无关．

②时间间隔的绝对性

任何事件(或物体的运动)所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系(或观察者)的运动无关．

③空间距离的绝对性

如果各个惯性系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点的距离也就有绝对不变的量值，而与惯性系的选择(或观察者的运动状态)无关．

经典力学有它的适用范围：

只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界；只适用于弱引力情况，不适用于强引力情况．

对于高速运动(速度接近真空中的光速)，需要应用爱因斯坦的相对论．当物体的运动速度远小于真空中的光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别．

对于微观世界，需要应用量子力学．当普朗克常量可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别．

对于强引力情况，需要应用爱因斯坦引力理论．当天体的实际半径远大于它们的引力半径时，爱因斯坦引力理论和牛顿万有引力定律计算出的力的差异并不很大．

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