比较相对论时空观和牛顿经典时空观
第二十二天相对论时空观与牛顿力学的局限性
第二十二天：相对论时空观与牛顿力学的局限性相对论时空观与牛顿力学的局限性的内容的考点：1、经典力学的局限性；2、经典相对性原理；3、狭义相对论的两个基本假设；4、“同时”的相对性；5、长度的相对性；6、时间间隔的相对性及其验证；7、相对论速度变换公式；8、相对论质量。
知识点1：相对论时空观与牛顿力学的局限性一、牛顿力学时空观绝对时空观（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。
该观点认为时间和空间是相互独立的。
不同参考性系之间的速度变换关系满足伽利略变换，比如河中的水以相对于岸的速度v 水岸流动，河中的船以相对于水的速度v 船水顺流而下，则船相对于岸的速度为v 船岸＝v 船水＋v 水岸。
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 。
1887年迈克耳孙—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。
爱因斯坦两个假设：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。
相对论的两个效应：时间延缓效应：如果相对于地面以v 运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt ，那么两者之间的关系是Δt ＝Δτ1－(v c )2。
Δt 与Δτ的关系总有Δt ＞Δτ，即物理过程的快慢(时间进程)与运动状态有关。
长度收缩效应：如果与杆相对静止的人测得杆长是l 0，沿着杆的方向，以v 相对杆运动的人测得杆长是l ，那么两者之间的关系是l ＝l 01－(v c)2。
l 与l 0的关系总有l ＜l 0，即运动物体的长度(空间距离)跟物体的运动状态有关。
低速运动：通常所见物体的运动，如投出的篮球、行驶的汽车、发射的导弹等物体皆为低速运动物体。
相对论和牛顿力学矛盾-概述说明以及解释
相对论和牛顿力学矛盾-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在本文中，我们将探讨相对论和牛顿力学之间存在的矛盾。
相对论和牛顿力学都是物理学中重要的理论，但它们在描述物理世界的运动和相互作用时存在明显的差异。
相对论是爱因斯坦于20世纪初提出的一种理论，它描述了高速运动的物体和引力场中的物体之间的相互关系。
相对论引入了狭义相对论和广义相对论两个重要概念，重新定义了时间、空间、和质量等物理量，并提出了著名的质能方程E=mc^2。
相比之下，牛顿力学是牛顿在17世纪提出的一种力学理论，适用于低速和较小质量物体的运动描述。
牛顿力学建立在三大基本定律上，包括惯性定律、运动定律和作用反作用定律，以及万有引力定律等。
在接下来的文章中，我们将分别介绍相对论和牛顿力学的基本原理，然后深入探讨它们之间的矛盾，并探讨这种矛盾对物理学研究和未来发展的影响和意义。
希望通过本文的探讨，读者能更深入地理解相对论和牛顿力学之间的关系，以及现代物理学的发展方向。
1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中，我们将简要介绍相对论和牛顿力学的基本原理，以及它们在物理学中的重要性。
接着，我们将详细阐述相对论的基本原理和牛顿力学的基本原理，分析它们之间的差异和矛盾。
在正文部分，我们将探讨相对论和牛顿力学的矛盾，通过比较它们在不同情况下对物理现象的解释，以及在高速或强引力场下的适用性。
最后，在结论部分，我们将总结相对论和牛顿力学的矛盾，探讨其对物理学理论发展和应用的影响和意义，并展望未来可能的研究方向。
通过这样的结构，我们将全面深入地探讨相对论和牛顿力学之间的矛盾，为读者提供一个清晰的逻辑框架和理解框架。
文章1.3 目的:本文的目的在于探讨相对论和牛顿力学之间的矛盾，并分析这种矛盾对我们对物理世界的认识以及科学理论的发展所产生的影响和意义。
通过比较相对论和牛顿力学的基本原理，我们可以更深入地理解这两种理论在描述运动和引力方面的差异，以及它们在不同物理学领域中的适用性和局限性。
14相对论时空观与牛顿力学的局限性
高一 物理
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。是由伽利略、牛顿等一 大批科学家，共同创建的。
过去，我们就是立足于这个时空观， 研究分析物理问题的。例如：
这一现象很好地证明了，相对论时空观的正确性。 但同时也给我们带来了困惑。
难道我们过去所学的牛顿力学的时空观，都 错了吗？
别着急，同学们，我们再来看那两个时间和长度的表达式： --------①
--------② 同学们发现了什么吗？
这两个式子中都有一个因式：
当物体运动的速度v远小于c时
趋于零。
趋于1。
出两个小球A和B。（假设车厢地面光滑）
以车厢为参照系，设：小球到达车厢前后 两端的时间分别为tA和tB。
A、B两个小球同时到达车 厢前后两端。
若以地面为参考系，小球到达车厢前后两端的时间分别为t1和t2
对于A球：相对地面的速率 vA=v0+v 相对地面的位移 xA=v0t1+ 又因为 xA=vAt1 代入得：
闪光到达车厢后端， 还未到达车厢前端。
Δx1 t4 P
v0 Δx2 t3
闪光到达车厢前端时，车厢前进了Δx2
t4< t3
P P
以地面为参考系，观察这一过程，闪光先到达车厢后端， 闪光到达车厢前后两端不同时。
通过上述事例分析，我们发现：两个事件，同不 同时，与参考系的选取有关，“同时”不 再是绝对的，而是相对的了。
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同学们说的没错，v = v0+v1 这一表达式，又被称为伽利略变换， 是牛顿力学，研究相对运动问题的基本原理之一。
相对论时空观与牛顿力学的局限性
到了车厢的前壁和后壁。
（1）车上的观察者以车厢为参考系，闪光到达前后两壁的时间相同吗？（1）车下的观察者来说，以地面为参考系，闪光到达前后两壁的时间相同吗？甲参考答案：（1）如图甲所示：因为车厢是个惯性系，闪光向前、后传播的速率相同，光源又在车厢的中央，闪光当然会同时到达前后两壁。
根据爱因斯坦的假设：真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的，所以他以地面为参考系，闪光向前、后传播的速率对地面也是相同的。
在闪光飞向两壁的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程长些即：闪光先到达后壁，后到达前壁因此，这两个事件不是同时发生的。
3、时间延缓效应如果相当于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt，则由于1－<1，所以总有Δt>Δτ，此种情况称为时间延缓效应。
4、长度收缩效应如果与杆相对静止的人测得杆长是l 0，沿着杆的方向，以v 相对杆运动的人测得杆长是l ，那么两者之间的关系是由于1－<1，所以总有l <l 0，此种情况称为长度收缩效应。
（1）式和（2）式表明：运动物体的长度（空间距离）和物理过程的快慢（时间进程）都跟物体的运动状态有关。
这个结论具有革命性的意义，它所反映的时空观称作相对论时空观。
爱尔兰物理学家佛兹杰拉德提出，物质会在运动的方向上收缩（缩小），这意味着根据一个静止观察者的观点，一枚以接近光线运行的火箭所表现出的长度会比它静止时更短，尽管乘坐火箭的人看来并没有什么两样。
爱因斯坦指出，任何物体以光速运动时，其长度将会缩短为零。
思考与讨论：已知µ子低速运动时的平均寿命是3.0µs 。
当µ子以0.99c 的速度飞行，若选择µ子为参考系，此时µ子的平均寿命是多少？对于地面上的观测者来说，平均寿命又是多少？2)cv (2)c v (相对于光速而言，低速运动即可近似认为速度为0，即若选择与µ子一起运动的某一物体为参考系，此时µ子的平均寿命是3.0µs。
5.相对论时空观与牛顿力学的局限性
5．相对论时空观与牛顿力学的局限性[学习目标要求] 1.了解相对论时空观，知道时间延缓效应和长度收缩效应。
2.认识牛顿力学的成就、适用范围及局限性。
3.了解科学理论的相对性，体会科学理论是不断发展和完善的。
相对论时空观1．绝对时空观：时间与空间都是独立于物体及其运动而存在的，也叫牛顿力学时空观。
2．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。
3．时间延缓效应：Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2。
4．长度收缩效应：l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2。
5．相对论时空观：运动物体的长度(空间距离)和物理过程的快慢(时间进程)都跟物体的运动状态有关。
[判一判](1)在一切惯性系中不论沿任何方向，光速大小都是c 。
(√)(2)时间延缓效应是说时钟走得慢了。
(×)(3)长度的收缩效应表明物体真实长度变小。
(×)(4)汽车运动时没发现长度变化，故长度的收缩效应是错误的。
(×)牛顿力学的成就与局限性1．牛顿力学的成就：牛顿力学的基础是牛顿运动定律和万有引力定律，从地面上物体的运动到天体的运动，都服从牛顿力学的规律。
2．牛顿力学的局限性电子、质子、中子等微观粒子，它们不仅具有粒子性，同时还具有波动性，它们的运动规律在很多情况下不能用牛顿力学来说明。
3．牛顿力学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。
4．相对论物理学与牛顿力学的联系(1)当物体的运动速度远小于光速c时(c＝3×108 m/s)，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别。
(2)当另一个重要常数即普朗克常量h可以忽略不计时(h＝6.63×10－34 J·s)，量子力学和牛顿力学的结论没有区别。
(3)相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
15第五节、相对论时空观与牛顿力学的局限性
第五节、相对论时空观与牛顿力学的局限性知识梳理1．经典力学的成就英国物理学家牛顿在《自然哲学的数学原理》中建立了一个完整的力学理论体系．他的理论只用几个基本的概念和原理，不但可以解决人们日常看到的种种物体的运动问题，也可以说明天体运动规律．经典力学的思想方法的影响远远超出了物理学与天文学的研究领域，对其他自然科学、社会科学领域都产生了巨大影响．2．经典力学的局限性(1)经典力学是从日常的机械运动中总结出来的，超出宏观的、日常生活经验的领域常常就不适用了．(2)绝对时空观：把时间、空间、物质及其运动之间的联系割裂开来，不能解释高速运动领域的许多现象．(3)经典力学认为一切自然现象都服从、遵守力学原理，严格按力学规律发生、演化，并且变化是连续的，这种观点与微观世界的很多现象都不相符．3．经典力学的适用范围(1)只适用于低速运动，不适用于高速运动．(2)只适用于宏观物体的运动，不适用于微观粒子的运动．(3)只适用于弱引力环境，不适用于强引力环境．（判断一下正误）1．经典力学的基础是牛顿运动定律．( )2．经典力学中时间、空间与物质及其运动完全无关．( )3．经典力学可以研究质子、中子等微观粒子的运动规律．( )思考一下洲际导弹的速度可达6 000 m/s，此速度属于低速还是高速？核心探究地球绕太阳公转的速度是3×104 m/s；设在美国伊利诺伊州费米实验室的圆形粒子加速器可以把电子加速到0.999 999 999 987 倍光速的速度．请思考：探讨：地球的公转和电子的运动情况都能用经典力学(牛顿力学)来研究吗？【提示】地球的公转属于宏观、低速运动，能用经典力学来研究；而电子的运动属于微观、高速运动，经典力学就不能适用了．知识提炼1．以牛顿运动定律为基础的经典力学的成就(1)牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动与地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．(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得到了广泛的应用，并取得了巨大的成就．(3)18世纪60年代，力学和热力学的发展及其与生产的结合，使机器和蒸汽机得到改进和推广，引发了第一次工业革命．(4)由牛顿力学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．火箭、人造地球卫星、航天飞机、宇宙飞船、行星探测器等航天器的发射，都是牛顿力学规律的应用范例．2．经典力学的局限性(1)经典力学的绝对时空观，割裂了时间、空间、物质及其运动之间的联系，不能解释高速运动领域的许多客观现象．(2)经典力学的运动观，从自然观角度来说，给出的是一幅机械运动的图景，不能解释微观世界丰富多彩的现象．3．经典力学的适用范围相对论和量子力学的出现，使人们认识到经典力学的适用范围：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．例题分析：例题1．经典力学不能适用于下列哪些运动( )A．火箭的发射 B．宇宙飞船绕地球的运动C．“勇气号”宇宙探测器在火星着陆 D．微观粒子的波动性2．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指( )A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域 B．地球表面上的物质世界C．人眼能看到的物质世界 D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界3.(多选)20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子．这说明( )A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的C．不同领域的事物各有其本质与规律D．人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律二、了解相对论和量子论知识梳理1．狭义相对论爱因斯坦针对经典力学的运动规律在处理微观高速时所遇到的困难，创立了狭义相对论．狭义相对论的主要效应有：(1)长度收缩：在观测运动的物体时，物体沿运动方向上的长度会收缩．(2)时钟变慢：在观测运动的时钟时，时钟显示的时间变慢．(3)质量变化：物体的质量随速度的增大而增大．(4)质能关系：物体的质量和能量之间存在着相互联系的关系，关系式为：E＝mc2.(5)速度上限：任何物体的速度都不能超过光速．一般情况下，由于物体的速度v≪c，相对论效应消失，其结果还原为经典力学．因此认为经典力学是相对论力学在低速情况下的近似．2．广义相对论(1)爱因斯坦于1916年创立了广义相对论．根据该理论推得一些结果，例：(a)当光线通过强引力场时，光线会发生偏折，即时空会发生“弯曲”．(b)引力场存在引力波．(2)广义相对论把数学与物理学紧密地联系在了一起．3．量子论的基本内容(1)量子假设最早是在1900年由德国物理学家普朗克提出来的．(2)量子论认为，微观世界的某些物理量不能连续变化，而只能取某些分立值，相邻两分立值之差称为该物理量的一个量子．(3)微观粒子有时显示出波动性，有时又显示出粒子性，这种在不同条件下分别表现出经典力学中的波动性和粒子性的性质称为波粒二象性，在粒子的质量或能量越大时，波动性变得越不显著，所以我们日常所见的宏观物体，实际上可以看做只具有粒子性．(4)由于微观粒子运动的特殊规律性，使一个微观粒子的某些物理量不可能(填“不可能”或“一定”)同时具有确定的数值．例如粒子的位置和动量，其中的一个量愈确定，另一个量就愈不确定，粒子的运动不遵守确定性规律而遵守统计规律．（判断一下正误）1．物体高速运动时，沿运动方向上的长度会变短．( )2．质量是物体的固有属性，任何时候都不会变．( )3．对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而变大．( )思考一下如果你使一个物体加速、加速、再加速，它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗？知识提炼1．尺缩效应运动长度l 会收缩，l ＝l 01－v 2c2，l 为沿运动方向观测到的物体长度，l 0为物体静止时观测到的长度，在垂直于运动方向上，物体的长度没有变化．2．钟慢效应运动时钟会变慢，τ＝τ01－v 2c 2，即运动时钟显示的时间τ比静止的时钟显示的时间τ0延缓了，而时钟的结构并没有改变．3．质速关系物体的质量m 随速度v 的增大而变大，m ＝m 01－v 2c 2，m 0为静止时的质量，m 为运动时的质量．4．质能关系质量m 和能量E 之间存在着一个相互联系的关系式：E ＝mc 2，式中c 为光速．5．任何物体的速度不能超过光速．6．当v ≪c 时，相对论效应消失，其结果还原为经典力学，因此经典力学是相对论力学在低速情况下的近似．例题分析：例题1．假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是( )A ．这个人是一个矮胖子B ．这个人是一个瘦高个子C ．这个人矮但不胖D ．这个人瘦 但不高5．A 、B 两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，v A ＞v B .在火箭A 上的人观察到的结果正确的是( )A ．火箭A 上的时 钟走得最快B ．地面上的时钟走得最快C ．火箭B 上的时钟走得最快D ．火箭B 上的时钟走得最慢6．把电子从v 1＝0.9c 加速到v 2＝0.97c 时电子的质量增加多少？(已知电子静止质量m 0＝9.1×10－31 kg)时间延缓效应和长度收缩效应的应用方法1．(1)“钟慢效应”或“动钟变慢”是在两个不同惯性系中进行时间比较的一种效应，不要认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化，而是在不同参考系中对时间的观测效应．(2)运动时钟变慢完全是相对的，在两个惯性参考系中的观测者都将发现对方的钟变慢了．2．(1)长度收缩效应是狭义相对论时空观的一种体现，即在不同惯性系中的观测者对同一物体的同一个空间广延性进行观测，测得的结果不同．(2)这种沿着运动方向的长度的变化是相对的；另外垂直于速度方向的长度不变．变式训练1．(多选)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是( )A．牛顿发现了万有引力定律 B．牛顿通过实验证实了万有引力定律C．相对论的创立表明经典力学已不再适用D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域2．关于经典力学和相对论，下列说法正确的是( )A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例3．假设有兄弟俩个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是( ) A．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了 B．弟弟思念哥哥而加速生长C．由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢D．这是神话，科学无法解释4．相对论告诉我们，物体运动时的质量与其静止时的质量相比( )A．运动时的质量比静止时的质量大 B．运动时的质量比静止时的质量小C．运动时的质量与静止时的质量相等 D．是两个不同的概念，无法比较5．关于爱因斯坦质能关系式，下列说法中正确的是( )A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能 B．E＝mc2是物体的核能C．E＝mc2是物体各种形式能的总和D．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm与放出的能量ΔE存在一定关系6．(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点下列说法正确的有( )A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收的B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的7．如果真空中的光速为c＝3.0×108 m/s，当一个物体的运动速度为v1＝2.4×108 m/s 时，质量为3 kg.当它的速度为1.8×108 m/s时，则质量是( )A ．2.25 kg B．2.50 kg C．3.00 kg D．2.10 kg8．一支静止时长l的火箭以v的速度从观察者的身边飞过．(1)火箭上的人测得火箭的长度应为多少？(2)观察者测得火箭的长度应为多少？(3)如果火箭的速度为光速的二分之一，观察者测得火箭的长度应为多少？9．如图512所示，a、b、c为三个完全相同的时钟，a放在水平地面上，b、c分别放在以速度v b、v c向同一方向飞行的两枚火箭上，且v b＜v c，则地面的观察者认为走得最慢的钟为( )A．a B．b C．c D．无法确定10．惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是( )11．一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为v＝6×106m/s.问电子的质量增大了还是减小了？改变了百分之几？12．半人马星座α星是离太阳系最近的恒星，它距地球为4.3×1016m．设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间．(1)若宇宙飞船的速率为0.999c，按地球上时钟计算，飞船往返一次需多少时间？(2)如以飞船上时钟计算，往返一次的时间又为多少？。
高中物理-导必修二经典时空观与相对论时空观
厢前后两壁是同时被照亮的,地面上的人也应认为前后壁是被同时
照亮的,但有了光速不变原理时,情况就不一样了,当火车速度较大
时,地面上的人将认为光先到达后壁,而后到达前壁,这就是“同时的
相对性”.
时间进程对于同一个参考系(惯性系)是没有变化的,而从另一个
的时间,地面上的观察者与运动的车上观察者的测量结果是不同的,
运动的车上观察者测量的时间间隔短些.
上面式子具有普遍意义,当从地面观察以速度v前进的火车时,车
上的时间进程变慢了,不仅时间变慢了,物理、化学过程和生命的
过程都变慢了,但车上的人都没有这种感觉,他们反而认为地面上
的时间进程变慢了.
自主预习
一
种观测效应.
自主预习
一
二
知识精要
合作探究
典题例解
迁移应用
一、经典时空观与相对论时空观的主要区别
1.实基础不同
我们通过生活经验,通过对周围世界的观察最容易接受的是经典
时空观(又叫绝对时空观),因为经典时空观是以v≪c的低速运动下
的实验为基础建立的.而相对论时空观建立在光速不变的假设上,
在高速运动的情形中,相对论效应才会明显,由于缺少高速运动中
自主预习
一
二
知识精要
合作探究
典题例解
迁移应用
由于两个参考系相对速度很大,从一个参考系看另一个参考系里
的长度,顺着速度方向的长度会变短,这是严格推算出来的.这可以
从列车高速对开时笛声频率发生变化受到启发,也可以从速度较快
的汽车上看到外面的树木感到似乎有某种变化等理解长度变短.这
里要强调说明在垂直于速度方向的长度基本不变,这一点在学习时
第七章 5.相对论时空观与牛顿力学的局限性
l0
，总有l<l0。
(4)相对论时空观：运动物体的长度(空间距离)和物理过程的快慢(
时间进程)都跟物体的运动状态有关。
☆ 时间间隔、长度的变化都是由于物体的相对运动引起的一种观测效应， 它与所选的参考系有关，而物体本身的结构并没有变化。
☆ 高速运动的μ子寿命变长这一现象，用经典理论无法解释，用相对论时 空观可得到很好的解释。这一研究结果成了相对论时空观的最早证据。
[完美答案] BC
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
答案
[变式训练2] (多选)20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而牛顿力 学却无法解释。牛顿力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理 高速运动问题，只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子。这说明( )
A．随着认识的发展，牛顿力学已成了过时的理论 B．人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的 C．不同领域的事物各有其本质与规律 D．人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与 规律
☆ 低速是指远小于光速，通常所见物体的运动，如行驶的汽车、发射的导 弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆为低速运动。有些微观粒子在 一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速。
☆ 相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己 在一定条件下的特殊情形。
01课前自主学习
02课堂探究评价
②电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波 动性，它们的运动规律在很多情况下不能用牛顿力学来说明，而量 子力学能够很好地描述微观粒子运动的规律。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
③基于实验检验的牛顿力学不会被新的科学成就所否定，而是作为 某些条件下的特殊情形，被包括在新的科学成就之中。当物体的运 动速度远小于光速c时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别； 当另一个重要常数即普朗克常量h可以忽略不计时，量子力学和牛 顿力学的结论没有区别。
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比较相对论时空观和牛顿经典时空观，浅谈科学发展中的肯
定与否定
“天地万物之逆旅，光阴者百代之过客”，人类生存于天地之间，漫步于时间长河，对于时间与空间的思考萦绕于一代又一代人的心头。
随着人类文明的发展，人们对时空观的认识也在不断变化，在这其中相对论时空观和牛顿经典时空观是公认的科学史上有很大影响力的时空观，下面我就对这二者进行比较，谈一谈人类科学发展中的“肯定”与“否定”。
首先，从理论基础来看这两个时空观。
这两个时空观是建立在不同的理论基础之上的。
牛顿的经典时空观是以经典力学为基础建立起来的，爱因斯坦提出的相对论时空观是以光速c不变为理论基础。
其次，从内容来看这两个时空观。
由于二者理论基础的不同，这也就决定了这两个时空观内容的截然不同。
这就像种下两个种类不同的种子，那最后长出来的东西肯定是不同的。
这两个时空观对时间和空间与物质的关系看法不同。
牛顿经典时空观是绝对时空观，认为时间和空间与物质及其运动无关，时间坐标系和空间坐标系是完全脱离物质而独立存在的，时间间隔和空间间隔在不同的惯性系中保持不变，即时间空间观念与物质运动状态无关。
而相对论时空观认为有物质才有时间和空间，时间和空间与物体的运动状态有关。
这两个时空观对时间与空间的关系看法也不同。
牛顿经典时空观认为时间和空间彼此无关，独立各自。
而相对论时空观则恰恰相反，它认为两个时间在不同的惯性系看来，它们的空间关系是相对的，时间关系也会是相
对的，时间和空间不是互相独立的而是彼此不可分解的整体，只有空间和时间联系在一起才有意义，光速c是建立不同惯性系间的时间和空间变换的纽带。
毋庸置疑，事实是唯一的，然而这两个时空观却给出了迥然不同的答案。
我们是不是能够肯定一方而否认另一方呢我认为不能。
虽然相对论时空观得到了大多数人的认可，但我们不能否定牛顿经典时空观。
它为科学的发展做出了重要的贡献。
自十七世纪，牛顿力学不断发展并取得巨大成就，以牛顿力学为基础建立了天体力学和应用力学等等。
从地面上的各种物体运动到各种现代化交通工具以及天体的运动，都服从牛顿力学规律，这充分说明了牛顿力学规律的正确性。
值得指出的是，牛顿的力学为十八世纪的工业革命及其之后的机器生产准备了科学理论。
马克思曾经认为，在十八世纪臻于完善的力学是“大工业的真正科学的基础。
”毫无疑问，当时这个“科学的基础”的最主要而且也是最重要的部分是牛顿的力学。
牛顿的经典力学体系和他的方法论使物理学在十八、十九世纪期间得以迅速发展，并成为那时理论物理学的纲领或规范。
迄至今日，人们关于自然过程的物理认识都可以看作是牛顿思想的一种系统的发展。
到十九世纪末，牛顿经典力学在解释新实验事实时遇到了困难。
相对论的提出成功的解决了这一问题，揭露了时间和空间某种普遍而新颖的联系，引起了人类时空观的变革，为现代科学技术的发展奠定了牢固的基础。
这两个时空观各有其各自的价值，没有谁对谁错，我们不能单纯的肯定与否定。
这看似不符合逻辑，但在很多时候我们是不能简单的肯定或否定的，这
并不矛盾。
在科学发展中是没有绝对的肯定与否定的，有时肯定就是否定，否定也是肯定，在这里，它们似乎已无法划清界限了。
在科学发展过程中，肯定的同时，没有否定，就不可能前进，没有否定，就不可能进一步发展。
盘古至今，社会发展，人类的进步，本身就是一个不断肯定而又不断否定，不断完善的过程。
只有这样我们才能有所突破、有所创造，才能不断“脱胎换骨”，但否定绝对不是否定一切、推倒重来，而是为了优化完善和提升，可以说，肯定和否定是对立的统一。
肯定和否定是事物内部两种相反的方面、趋势，它们是对立的。
同时，肯定与否定又是统一的。
一方面，肯定和否定相互依存。
另一方面，肯定和否定相互渗透。
从语文的角度，否定之否定即双重否定，就是表示肯定的意思。
从哲学的角度，否定之否定，就是在经历否定之后又在更高基础上的肯定。
对于一些较为简单的事物而言，其肯定和否定方面如果显得较为明确的话，对于复杂性的事物，其肯定和否定方面的内涵则往往是很难把握的。
即使我们坚持将事物区分为肯定和否定，我们也应该看到，否定或肯定一个事物是与其所处外界环境有很大关联的。
肯定某物的同时，不一定同时就要否定另一个事物。
如果非要用肯定和否定这对范畴对事物加以表述的话，我想说，事物是在不断由肯定自身走向对自身否定的过程中。
随着我们对事物的不断探索与研究，很多以前我们认为是正确的，是真理的东西，也许会在某一时刻突然发现它是错的，但我们不能否定它，因为在以前的那个环境中它就是对的，我们无法找出或发现它的错误。
即使现在事实证明
它是错的，我们也不应该就这样单纯的予以否定。
就像一个婴儿，他不会走路的时候只能靠爬，难道等他会走路的时候去批评他不应该爬或者说爬是错的吗显然不能。
在科学发展中，很多事物也是同理的。
无论是牛顿经典时空观，还是相对论时空观，它们都是人类智慧的结晶，都会永载史册。
科学巨匠们的智慧令我们敬仰与向往，相信在追求真理的路上，后继者定会长江后浪推前浪，创造出更加美好的未来。