§6.1经典时空观【学习目标】知识与技能：1、了解伽利略相对性原理，知道时空观与参考系的联系．2、了解经典时空观及其基本推论，知道牛顿引入绝对时空观的原因．3、了解狭义相对论的理论基础与狭义相对论时空观的几个推论，知道相对论时空观对人们认识世界的影响．4、知道经典时空观与相对论时空观的主要区别．过程与方法：1、通过关于参考系和运动的“讨论与交流”，认识惯性系的概念与伽利略相对性原理．2、解读并分析教材，了解绝对时空观与实验事实的矛盾．3、通过了解爱因斯坦创立狭义相对论的过程，学习创立科学理论的基本方法——“提出假设”．4、解读并分析教材，通过“讨论与交流”理解同时的相对性．5、对比经典时空观的推论与相对论时空观的推论，认识经典时空观与相对论时空观的区别．情感、态度与价值观：1、通过“讨论与交流”活动，培养学生的独立思考能力、逻辑分析能力、口头表达的能力和合作学习的精神．2、通过了解时空观的变革，从中认识物理学的发展和变革，体会相对论对人类认识世界的影响，感受物理学的发展对推动社会的作用．【学习重点】1知道狭义相对论的实验基础，基本原理和主要结论。2、了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。【知识要点】1．经典时空观从参考系的概念引入经典时空观，是为了介绍牛顿引入经典时空观的理论出发点，使学生领会经典时空观是经典力学的理论基础．(1)经典力学是讨论物体的运动状态及其改变的，而所有的运动都是在一定的时间、空间中进行的，机械运动是物体的位置移动，位置涉及空间概念，移动涉及速度，涉及时间概念，所以牛顿力学必定与一定的时空观相联系．(2)机械运动的描述离不开参考系，然而牛顿定律并不适用于所有的参考系(后人把牛顿定律适用的参考系叫做惯性参考系)，但是经典力学的理论框架本身并不能能明确给出什么是惯性参考系，牛顿的解决办法是引入一个客观标准——绝对空间，用以判断各物体足处于静止、匀速运动还是加速运动状态．参见课程资源——《牛顿对绝对空间的设想》．2．相对论时空观相对论时空观的教学可分三个层次：狭义相对论的提出、相对论时空观、相对论对人类认识世界的影响．(1)运动的时钟变慢，其实质是指在相对论中每位观察者都有自身的时间测度，即如果一时钟在天空高速飞驰，对静止不动的观察者来说似乎钟的时间走得慢了．时钟飞驰得越快，钟的时间走得越慢；在与光速相等的时候，钟将似乎完全停止，时间就会停顿了．这种效应得到了实验的验证．1(2)运动的尺子缩短．在对教材图5—2—6解释时，应注意指出左图中A尺相对于B尺静止，右图中A尺相对于B尺运动，在B尺看来A尺长度缩短，尺缩和钟慢一样，是对称的．即如果A、B之间有相对运动，那么，A看B的尺缩短了，B看A的尺缩短了．这个结论表示空间的大小并不是绝对的，而是相对的．(3)物体质量随速度的增加而增大．爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力学，指出质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大．他给出了著名的质能关系式：E=mc。，质能关系式对后来发展的原子能事业起到了指导作用．【典型例题】【例】根据相对论理论,如果地球上的时钟走过了时间t，那么，以速度v相对地球运动的飞船上的时钟走过的时间t′则为：t′=t221cv(c是光在真空中的传播速度)(5－2)通俗地说，就是运动的时钟变慢了.设想飞船在甲乙两个相距8亿千米的星球间飞行，甲、乙两星球及飞船上各有一个巨大的钟，现飞船相对星球以0.75c(c是真空中光速)的速度离开甲星球飞向乙星球，飞船经过甲星球时，三个钟均调整指到3：00整.问，当飞船飞过乙星球的瞬间，飞船内的人看到乙星球上的钟和飞船上的钟分别指向多少？解析：在乙星球的观察者看来，飞船飞越的时间为：t=811100.375.0108s≈3600s=1h所以，飞船内的人看到乙星球上的时钟指到4：00整.在飞船内的观察者看来，飞船飞越的时间t′则为：t′=t221cv=1×275.01h=0.66h≈40min所以，飞船内的人看到飞船上的钟指到3：40.如果飞船上的人测量两星球间的距离，将是：L=L0221cv=8×1011×275.01m=5.3×1011m.【当堂反馈】1.广州的一个人在收听到收音机报时：“刚...
