第1节 高速世界
高中物理必修二 新教材 讲义 第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
第5节相对论时空观与牛顿力学的局限性学习目标要求核心素养和关键能力1.感受牛顿力学在高速世界与事实的矛盾，知道牛顿力学只适用于低速、宏观物体的运动。
2.知道爱因斯坦狭义相对论的基本假设，知道长度相对性和时间间隔相对性的表达式。
3.关注宇宙起源和演化的研究进展。
1.核心素养(1)爱因斯坦相对论，会用相对论时空观对现实中一些物理现象加以解释。
(2)了解时间延缓效应和长度收缩效应的推理过程。
2.关键能力质疑与实验论证。
知识点一相对论时空观如图，高速运行的列车车厢，车顶上有一个反光镜，列车上一个人对着反光镜发射一束光。
思考：列车上的人和地面上的人观察到的光的往返时间是否相同？提示不同❶电磁波与光速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。
1887年的迈克耳孙—莫雷实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的。
❷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。
❸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由于物体的速度不可能达到光速，所以1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2<1，总有Δt >Δτ，此种情况称为时间延缓效应。
❹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 由于1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2<1，所以总有l <l 0，此种情况称为长度收缩效应。
❺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。
1.时间延缓效应的理伦依据是光速不变原理。
沪科版初二物理第2章运动的世界第1节动与静问题式教案
沪科版初二物理第2章运动的世界第1节动与静问题式教案课题：2.1 动与静问题集课标要求：1、知识与技能明白参照物的概念明白物体的运动和静止是相对的2、过程与方法体验物体运动和静止的相对性3、情感态度与价值观认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止是相对的，建立辩证唯物主义世界观。
课前预习：1．我们生活的世界是一个________的世界，宇宙中的一切，大到天体，小到分子、原子，都处在________之中。
（答案：运动运动）2．专门多诗人曾用优美的诗句来描述物体的运动。
你能写出如此的诗句来吗？_____________________________________________________（答案：天门中断楚江开，碧水东流至此回，两岸青山相对出，孤舟一片日边来。
）课中问题：知识点1：运动的世界1、课本P13 那段描述说明什么是宇宙中的普遍现象？2、同时运动是如何样的？知识点2：运动的描述1、你能否说出一些描述运动的词语、诗句、音乐、绘画……?2、物理学家们是如何认识运动的?3、什么是机械运动？4、参照物如何选取呢？知识点3：运动和静止的相对性1、运动和静止的相对性的有专门多的应用，你能举出这些应用的事例吗?2、卡车与联合收割机，以其中一个物体为参照物，另一个物体是运动依旧静止?3、两个物体间相对静止应满足什么条件呢?经典例题：【例1】在下列关于物体的静止和运动的说法中，正确的是( ) 【答案】ACA．运动是绝对的，而对运动的描述是相对的B．我们说地球是运动的，那么选择的参照物一定是地球上静止的物体C．甲以乙为参照物是静止的，但以丙为参照是运动的，那丙以乙为参照物，丙一定是运动的D研究物体运动有时能够不选择参照物【例2】位于上海浦东新区的金茂大厦，是目前中国第一，世界第三高楼，观光厅位于金茂大厦的第88层，高度为340.1 m，是目前国内最高最大的观光厅(已获上海大世界基尼斯总部颁发的证书)，堪称为“时刻穿梭机”的两台电梯约7.5 m／s的速度给人以高速体验，仅需45 s左右就能将你平稳地从底层送至观光厅，电梯上升过程中，若以为参照物，则人是静止的．【例3】一位跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升飞机在向上运动，直升飞机相对地面的运动是( ) 【答案】DA．一定上升B．一定下降C．一定静止 D.无法判定【例4】电影《闪闪的红星》主题歌中有句如此的歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走．”其中“竹排江中游”是以为参照物，“青山两岸走”是以为参照物．【答案】青山(或江岸) 竹排【例5】我们曾听到鸟与飞机相撞而引起机毁人亡的报道，空中翱翔的鸟对飞行构成了庞大威逼。
高速铁路概述课件PPT
02 列车控制系统
高速铁路列车控制系统应包括列车自动监控系统 、列车自动保护系统和列车自动驾驶系统等子系 统，实现列车的自动化控制和安全防护。
03 信号设备维护与检测
为确保高速铁路信号系统的正常运行，需定期进 行信号设备的检测和维护，包括信号机的清洁、 电缆绝缘检测和设备故障排除等。
快速、平稳地运行。
车辆设备配置
高速列车的设备配置应满足旅客 舒适度、操作便捷性和安全性等 要求，包括座椅、空调、照明、
控制面板等设备。
车辆维护与检测
为确保高速列车的安全与可靠性 ，需定期进行车辆设备检测和维 护，包括机械部件的润滑、紧固 件的紧固和电气设备的检查等。
高速铁路的信号系统
01 信号传输与处理
高速铁路概述课件
目录
• 高速铁路概述 • 高速铁路的技术原理 • 高速铁路的建设与运营 • 高速铁路的经济与社会影响 • 世界各国高速铁路发展现状与趋势 • 未来高速铁路的发展趋势与挑战 • 结语与展望
01
高速铁路概述
定义与特点
定义
高速铁路是指通过固定列车运行轨道，运用新型 列车运输工具，实现旅客在较短时间内跨区间安 全、舒适、便捷运输的铁路运输方式。
区域一体化
高速铁路的建设加强了区 域间的联系，加速了区域 一体化进程。
城市群发展
高速铁路使得城市间的通 勤距离缩短，有助于城市 群的形成和发展。
促进旅游发展
高速铁路的开通为旅游资 源的开发提供了便利条件 ，推动了旅游业的发展。
高速铁路对环境的影响及应对措施
减少环境污染
相比传统交通方式，高速铁路的环保性更高，减 少了对环境的污染。
八年级物理全册 第一章 打开物理世界的大门 第一节 走进神奇课件 (新版)沪科版
第1节 走进神奇
一、自然中的神奇
天
海
木土
王
王
水金地 火 星 星
星
星
星星球 星
银河系有一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云， 还有各种类型的星际气体和星际尘埃。 总质量是太阳质量的1400亿倍。 太阳至银河中心的距离大约是26,000光年。
河外星系
流星
太阳系中的一些固体小块闯入地球大气时，与大气 摩擦燃烧发光而划亮夜空的现象，称为流星现象。
太阳光可以被分解成七种颜色的光
先看到闪电后听到雷声，因为光速大于声速
二、生活中的神奇
为凸不平？
为什么高压锅炖肉时间更短？
第一章运动的世界《第二节快与慢》新课课件2024-2025学年沪科版物理八年级上册
速度
(1)定义：路程与时间之比叫做速度。
(2)公式： v s t
s 路程
米(m)
t 时间 秒(s)
变形式：s=vt、t s . v
v 速度 米每秒 (m/s)
(3)物理意义：速度是描述运动快 慢的物理量。
(4)单位：国际单位制：m/s(或m•s-1 ) 其它常用单位：km/h(或km•h-1 )
物理沪科版 八年级上
第二章 运动的世界
第三节 快与慢
我们都知道兔子比乌龟跑得快，而在 龟兔赛跑中我们都知道最后是乌龟比兔子 跑得快，为什么说法不一样呢？
2
奥运会男子100m赛跑起跑6s后的情景 谁运动得快？_4__道__的__2_1_6_3_号__ 你是依据什么判断的？ _相__同__时__间__比__较__路__程_____
男子100m决赛成绩表 博尔特：9.69s 汤普森：9.89s 迪克斯：9.91s 鲍威尔：9.95s 谁运动的快？__博__尔__特__ 你是依据什么判断的？ __相__同__路__程__比__较__时__间____
一、比较运动快与慢
1.相同的时间，比较运动的路程 2.相同的路程，比较所用的时间 想一想
张三和李四谁跑得快些？
已知： 解求：：vv11＝，vts121 =1m1070 s ≈ 5.9 m/s
v2＝ ts22 =12655 sm=6.6 m/s 因为v2 ＞ v1，所以李四跑得快些。 答：李四跑得快些
注意事项： 1.解答时要有已知、求、解、答,且要上下对齐。 2.用公式解题，在解中写出所依据的公式，公式如需 变形，还应写出变形公式，代入数据和单位。 3.速度、路程、时间这三个量的单位必须统一：或者 均用基本单位，或者均用常用单位。 4.s、v、t必须要对应同一个物体的同一段路程或同一 段时间。若一道题内有两个以上的s、v、t，要用角标 进行区分，且同一个物体要用相同的角标。
《高速铁路概论》——08-高速铁路前沿技术
由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬浮的安全保 障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题。其高速稳定性和可靠性还 需很长时间的运行考验。 常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路 基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。 超导磁悬浮技术由于悬浮能耗较常 导技术更大，冷却系统重，强磁场对人体与环境都有影响。
7.1 认识磁浮铁路
磁浮铁路是近几十年发展起来的 一种新型轨道交通运输工具，与传统 的轮轨铁路相比，它具有能耗低、速 度高、安全性高、噪声小、维修少等 优点，因而得到了广泛关注。
7.1.1 磁浮铁路的基本原理
磁浮铁路的核心是磁浮系统。磁浮系统是利 用异性相吸、同性相斥的电磁感应原理，以直线 电机驱动列车的。列车运行时，车体悬浮或吸浮 于导轨上方，并与导轨保持一定间隙。因磁浮列 车运行时不与导轨接触，没有轮轨摩擦，因此不 受黏着条件限制。
高架线路的横断面常采用的形式有U形、T形和倒T形。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（a）U形
（b）T形 磁悬浮铁路高架线路的横断面
（c）倒T形
7.1.2 磁浮铁路的基本设备
高铁论坛
请同学们观察上图，思考：磁浮铁路高 架线路常采用的横断面形式U形、T形和倒T 形有什么不同？
7.1.2 磁浮铁路的基本设备
1．磁浮铁路线路
2）磁浮铁路高架线路的构造
7.1.1 磁浮铁路的基本原理
（a）EMS型磁悬浮车示意简图 （b）EDS型磁悬浮车示意简图 EMS型和EDS型磁悬浮车对比图
1—前导磁铁；2—导向与制动轨；3—磁悬浮与推进电磁铁；4—前导轮； 5—磁悬浮磁铁；6—支撑轮；7—推进磁铁；8—超导磁铁
根据电磁吸引力和电磁排斥力的基本 原理，目前国际上磁浮列车有两个发展方 向：一个是以德国为代表的常导吸引型磁 浮系统（EMS型，也称电磁悬浮型），如 图（a）所示；另一个是以日本为代表的 超导排斥型磁浮系统（EDS型，也称电动 悬浮型），如图（b）所示。
2024年沪科版八年级上册物理第一章运动的世界专项提升二 速度计算的常见类型
止，汽车运动的总路程s总＝s'＋s＝24 m＋60 m＝84
m，84 m＞80 m，汽车不能安全停车。
1
2
3
4
5
6
专项提升
类型5 交通标志牌、速度表、列车时刻表、出租车发票
问题
5. 十一假期，爸爸开车送小荣和爷爷去南昌西站乘坐高铁前
往上海游玩，汽车行驶途中小荣看到路旁的交通标志牌如
＝
＝190
.
km/h。
1
2
3
4
5
6
专项提升
(3)若在列车行驶途中，列车以180 km/h的速度完全通过
一座长为1 300 m的大桥，用时30 s，则该列车的长度
是多少？
车次
G1386
发车时间
到达时间
南昌西
上海虹桥
(10：05)
1
2
3
(13：59)
4
5
6
路程
741 km
专项提升
【解】设列车长度为l，则完全通过一座长为1 300 m的
时，各物理量要标注不同的角标，做到一一对应，不能相
互混淆。然后找与两物体对应的物理量之间的关系，利用
速度公式列出等式或方程，再代入数值和单位进行计算，
解出未知物理量的数值和单位。
专项提升
类型1
基础计算
1. [2024·衡阳期中] 如图所示，轿车从某地往南京方向匀速
行驶，当到达A地时，车内的钟表显示为8：25。到达B地
＝100
.
1
2
3
4
5
6
km/h。
专项提升
6-6第6节 经典力学的局限性
特别提示：相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了 意义．只是说明各有一定的适用范围．
二、从低速到高速引起的变化 1．低速与高速的概念： 通常所见物体的运动皆为低速运动，如行驶的汽车、发射的导 弹、人造地球卫星及宇宙飞船等．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． 2.速度对质量的影响：在经典力学中，物体的质量是不变的，但 爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大，即 m＝ m0 v 1－ 2 c 的．
出，质量要随物体运动速度的增大而 7 ______，即 m＝
(4)经典力学认为位移和时间的测量与参考系 8 ______，相对论认 为，同一过程的位移和时间的测量与参考系 9 ______，在不同的参考 系中 10 ______.
二、从宏观到微观 经典力学有它的适用范围：只适用于 11 ______运动，不适用于 12 ______运动；只适用于 13 ______世界，不适用于 14 ______世界． 三、从弱引力到强引力 1915年，爱因斯坦创立了广义相对论，这是一种新的时空与引力 的理论．在 15 ______的情况下，牛顿引力理论不再适用．当物体的运 动速度远小于 16 ____时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区 别．当另一个重要常数即“普朗克常量” (6.63× 10 时，量子力学和经典力学的结论没有区别．
解： 人们对客观世界的认识，要受到他所处的时代的客观条件和 科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们 只有不断地扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物 的本质与规律；新的科学的诞生，并不意味着对原来科学的全盘 否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情 形．故选B、C、D. 答案：BCD
高速铁路基础知识讲课文档
号三种时速不等的列车，不同距列离车近沿途停站数不等。衔东接北紧、新干 线开行了山谷回声号、那须野号两类列车，分别采用换20乘0好系、E1 系、E4系不同列车。
第十页，共95页。
1.1 国外高速铁路发展概况
1.1.1 日本新干线
2 日本高速铁路运输组织的特点及模式
线的成功运营，证明了高速铁路是一种具有竞争力的现代交通工具。
第二十七页，共95页。
1.1 国外高速铁路发展概况
1.1.3法国高速铁路
1.法国高速铁路的发展过程及其业绩
1989年和1990年，法国又建成巴黎—鞍芒、图尔的大西洋线， 列车最高时速达到300 km。1993年，法国第三条高速铁路TGV北 方线开通运营。北方线也称为北欧线，由巴黎经里尔，穿过英吉 利海峡隧道通往伦敦（1994年运营，成为第一条高速铁路国际 线），并与欧洲北部比利时的布鲁塞尔、德国的科隆、荷兰的阿 姆斯特丹相连，是一条重要的国际通道，1997年运行于该通道上 的“欧洲之星”开始运营。
1.1 国外高速铁路发展概况
1.1.1 日本新干线
4 新干线运行图的内容及特点
（2）
新干线运行图的 特点
1 运行图中采用的列车运行标尺等级较少， 且等级之间的速差较小
2 采用格式化小时制循环铺画方式编制基本运行图
3 设置较短的停站和在站折返时间
4 充分发挥新干线的能力
5 时刻表变化不大
第十六页，共95页。
日本新干线全部是新建的高速铁路，是仅开行高速旅客列车的客
运专线，与既有线走向分开（既有线为窄轨铁路，其客货列车不能上线
运行），采用全高速或全高速-换乘模式，跨线旅客需要换乘；白天
(完整word版)高速铁路概论习题及答案资料
一、单项选择题1、世界上第一条高速铁路是A TGV 东南线B TGV 大西洋线（C）C东海道新干线D山阳新干线2、我国第一条准高速铁路在哪两个城市间改建A 广州和深圳B广州和珠海3、迄今为止铁路上速度最高营运时速为（A）C武汉和长沙D北京和上海（ B）A 200km/h B300 km/h C350 km/h D400 km/h4、我国一般铁路的一般干线，竖曲线半径为A 8000 米B9000 米C（C）10000 米D12000 米5、高速铁路线路所用的钢轨种类为A 60千克/米B50（千克/米C43千克 /米DA）55 千克 /米6、在现在世界上时速为多少时称为准高速A 100 –200 km/hB 120-160 km/h （B）C 200-400 km/hD 160-400 km/h7、我国第一台交－直－沟通电传动电力机车是A 6Y1型B韶山3型C东方红3型8、以下制动方式中属于非粘着制动的是A 盘形制动B油压制动C电阻制动9、利用了轨道电缆构成的双向信息传输通道的自动列车速度控制系统是（D）D AC4000 型（D）D磁轨制动（A）A LZB B ATC C TVMD ICE10、采纳了吸流变压器的的供电方式是（C）A 直接供电方式B AT 供电方式C BT 供电方式D CC 供电方式11、从发展趋向看，什么将成为高速客车体主导资料（A）A 铝合金B铜板C铝板D以上都可12、人们以为在能源耗费、噪声等方面哪一种方式更优胜（B）A 内燃列车B 磁悬浮C 气悬浮D 电力列车13、一般以为中程磁悬浮运输速度为（B）A 200 公里 /小时B 300 公里 /小时C 300 公里以上 /小时D 400 公里 /小时14、以下高速铁路中采纳部分修筑新线，部分旧线改造，游客列车专用的铁路模式是（B）A 日本新干线模式B法国TGV模式C德国 ICE 模式D英国APT模式15、当前生界各国最高运转速度在200km/h 以上的高速列车，除了（A）高速列车之外，其他均采纳电力牵引。