高中物理 第五章 相对论 第二节 时空相对性课棠互动学案 粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理学案VIP免费

第二节时空相对性课堂互动三点剖析1.长度的相对性，时间间隔的相对性长度的相对性：在相对论中，如果与杆相对静止的人认为杆的长度为L0时，则与杆相对运动的人认为杆长是L，那么两者之间的关系为：L=20)(1cvL,即长度缩短.时间间隔的相对性：运动的人认为两个事件时间间隔为Δt′，地面观察者测得的时间间隔为Δt，两者之间关系为Δt=2)(1'cvt2.相对论的时空观，相对性与绝对性相对论的时空观：相对论认为空间和时间之间是有联系的，与物质的运动状态有关.相对性与绝对性：时空量度是相对的，但客观事物的存在\发生与发展的过程又是绝对的，不以观察者所处的参考系的不同而改变.各个击破【例1】一支静止时长30m的火箭以3km/s的速度从观察者的身边掠过，观察者测得火箭的长度应为多少？火箭上的人测得火箭的长度应为多少？如果火箭的速度为光速的二分之一呢？解析：火箭相对于火箭上的人是静止的，所以不管火箭的速度是多少，火箭上的人测得的火箭长与静止时相同，为l′=30m.如果火箭的速度为v=3×103m/s，地面观察者测得的火箭长l为l=mcvl2832)103103(130)(1'=30×（1-5.0×10-11)m.如果火箭的速度为v=c2,地面观察者测得的火箭长l为l=mcccvl22)2/(130)(1'=26m.【例2】A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和vC朝同一方向飞行，vB＜vC，地面上的观察者认为哪个时针走得最慢？哪个走得最快？图5-2-1解析：如图5-2-1，地面上的观察者认为C钟走最慢，因为它相对于观察者的速度最大.根据1公式Δt=2)(1'cvt可知，相对于观察者的速度v越大，其上的时间进程越慢.地面钟v=0，它所记录的两事件的时间间隔最大，即地面钟走得最快.答案：A最快C最慢【例3】一列火车以速度v相对地面运动，如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁（如图5-2-2)，那么按照火车上人的测量，闪光先到达前壁还是后壁？火车上的人怎样解释自己的测量结果？图5-2-2解析：火车上的人测得闪光先到达前壁.由于地面上的人测得闪光同时到达前后两壁，而在光向前后两壁传播的过程中，火车相对于地面向前运动一段距离，所以光源发光的位置一定离前壁较近，这个事实对于车上、车下的人都是一样的，在车上的人看来，既然发光点离前壁较近，各个方向的光速又是一样的，当然闪光先到达前壁.答案：光到达前壁2