高中物理 第15章 1 相对论的诞生 2 时间和空间的相对性学案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理学案VIP免费

1相对论的诞生2时间和空间的相对性[学习目标]1.知道经典的相对性原理，能说出狭义相对论的实验基础和它的两个基本假设.2.能说出狭义相对论的几个主要结论．(重点)3.了解经典时空观与相对论时空观的主要区别，体会相对论的建立对人类认识世界的影响．(难点)一、相对论的诞生1．经典的相对性原理(1)表述一：力学规律在任何惯性系中都是相同的．(2)表述二：在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性参考系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动．(3)表述三：任何惯性参考系都是平权的．2．狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．二、时间和空间的相对性1．“同时”的相对性(1)经典时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是同时的．(2)相对论时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察可能不是同时的．2．“长度”的相对性(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同．(2)相对论的时空观：“长度”也具有相对性，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止长度小，但在垂直于杆的运动方向上，杆的长度没有变化．(3)相对长度公式：设相对于杆静止的观察者认为杆的长度为l0，与杆有相对运动的人认为杆的长度为l，杆相对于观察者的速度为v，则l、l0、v的关系是：l＝l0.3．时间间隔的相对性(1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的．(2)相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是不同的，惯性系速度越大，惯性系中的时间进程进行得越慢．非但如此，惯性系中的一切物理、化学过程和生命过程都变慢了．(3)相对时间间隔公式：设Δτ表示静止的惯性系中观测的时间间隔，Δt表示以v高速运动的参考系中观察同样两事件的时间间隔，则它们的关系是：Δt＝.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)静止或匀速直线运动的参考系是惯性系．(√)(2)由于在任何惯性系中力学规律都是相同的，因此，研究力学问题时可以选择任何惯性系．(√)(3)根据相对论的时空观，“同时”具有相对性．(√)(4)相对论时空观认为，运动的杆比静止的杆长度变大．(×)(5)高速飞行的火箭中的时钟要变慢．(√)2．下列关于狭义相对性原理的说法中不正确的是()A．狭义相对性原理是指力学规律在一切参考系中都成立B．狭义相对性原理是指一切物理规律在一切参考系中都成立C．狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性系中都成立D．狭义相对性原理与伽利略相对性原理没有区别E．相对性原理对一切自然规律都适用ABD[根据狭义相对性原理的内容，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．一定要注意它和伽利略相对性原理的区别，即狭义相对性原理中的“规律”是一切物理规律，而经典相对性原理中的“规律”只是指经典物理学的规律，范围要小许多．]3.假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的直尺，同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的直尺，则下列说法中正确的是()A．甲看到乙手中的直尺长度比乙看到自己手中的直尺长度大B．甲看到乙手中的直尺长度比乙看到自己手中的直尺长度小C．乙看到甲手中的直尺长度比甲看到自己手中的直尺长度大D．乙看到甲手中的直尺长度比甲看到自己手中的直尺长度小BD[由l＝l0可知，运动的观察者观察静止的尺子和静止的观察者观察运动的尺子时，都出现尺缩效应，即都发现对方手中的尺子比自己手中的短，故B、D正确．]相对论的诞生1．惯性系和非惯性系牛顿运动定律能够成立的参考系，相对于这个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系．牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系．2．伽利略相对性原理力学规律在任何惯性系中都是相同的，即任何惯性参考系都是平权的．3．相对性原理与电磁规律根据麦克斯韦的电磁理论，真空中的光速在任何惯性系中都是一个常量，但是按照伽利略的相对性原理，在不同惯性系中的光速应是各不...