统编人教版高中必修第二册《5 相对论时空观与牛顿力学的局限性》新课标教案下载

统编人教版高中必修第二册《5 相对论时空观与牛顿力学的局限性》新课标教案教学设计下载

1.牛顿力学时空观

时间和空间都是独立于物体及其运动而存在的，称为牛顿力学时空观，也叫绝对时空观（经典力学时空观）

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在牛顿力学时空观里，时间像一条看不见的“长河”，均匀的自行流淌着，空间像一个广阔无边的房间，他们都不影响物体及其运动，所以不管选什么参考系，不管物体如何运动，物体的时间、长度、质量等的测量结果都是一样的。

2.牛顿力学的成就

①经典力学的基础是牛顿运动定律，牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔区域，包括天体力学的研究中，取得了巨大的成就。

②牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动与地面上物体的运动统一起来，是人类对自然界认识的第一次大综合，是人类认识史上的一次重大飞跃。

牛顿力学在如此广阔的领域里与实际相符合，显示了牛顿运动定律的正确性和牛顿力学的魅力

按照牛顿力学观点，若河水以相对岸的速度 EMBED Equation.DSMT4 ，河中的船以相对于水的速度 EMBED Equation.DSMT4 顺流而下，则船相对于岸的速度为

EMBED Equation.DSMT4

设想飞船以0.2c的速度进行星际航行，若飞船向正前方的某一星球发射一束激光，该星球上的观察者测量到的激光速度是多少？（1.2c）

事实是如此吗？

二、相对论时空观

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，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

回答课前问题

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考系中，光的传播速度都是一样的。与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系不符。

1.爱因斯坦的假设

为了解决牛顿力学与电磁波理论的矛盾与冲突，爱因斯坦、庞加莱等人主张彻底放弃某些与实验和观测不符的观念，提出更好的解释实验事实的假设。

①相对性原理：物理规律在一切惯性参考系中，都具有相同的数学表达形式；

②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。

2.相对论时空观内容

时间和空间与物质存在与否及运动状态有关。

按照经典力学理论，若两个事件在一个参考系中是同时的，在另一个参考系中一定也是同时的。但是，按照爱因斯坦的两个假设，结论还是这样吗？