2021高中物理人教版必修第二册课件：第七章第5节相对论时空观与牛顿力学的局限性

题型1?对光速不变原理的理解

1．[江苏如皋2018高二下期中]如图所示，质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c (c为光速)的飞船在太空中同向运动．则下列说法中正确的是(??)

A．乙观察到甲身高变高

B．甲观察到乙身高变低

C．若甲向乙挥手，则乙观察到甲动作变快

D．若甲向乙发出一束光进行联络，则乙观察到该光束的传播速度为c

解析

因为人是垂直于速度方向站立的，身高方向上没有尺缩效应，即甲、乙观察到对方的身高不变，故A、B错误；根据相对论的时间延缓效应，可知乙观察到甲动作变慢，故C错误；根据爱因斯坦光速

不变原理，乙观察到该光束的传播速度仍为c，故D正确．

题型2?对同时的理解

2．在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两只小鸡在车厢前端出生．则(??)

A．在火车上的人看来，一只小猫先出生

B．在火车上的人看来，两只小鸡先出生

C．在地面上的人看来，一只小猫先出生

D．在地面上的人看来，两只小鸡先出生

解析

火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达

前后两壁，则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生，故A、B错误；地面上的人认为，地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些，故在地面上

的人看来，一只小猫先出生，故C正确，D错误．

题型3?对长度相对性的理解

3．[辽宁沈阳东北育才学校2018高二下段考]若一列火车在以接近光速的速度高速行驶，车上的人用望远镜来观察地面上的一只排球，如果观察得很清晰，则观察结果是(??)

A．像一只乒乓球(球体变小)

B．像一只篮球(球体变大)

C．像一只橄榄球(竖直放置)

D．像一只橄榄球(水平放置)

解析

根据长度收缩效应可知，排球在水平方向的线度变短，在竖直方向线度不变，因此观察的结果是像一只竖直放置的橄榄球，故C正确．

4．“世界物理年”决议的作出与爱因斯坦的相对论时空观有关．根据爱因斯坦的理论，一把米尺，在它与观察者有不同相对速度的情况下，米尺长度是不同的，它们之间的关系如图所示．由此可知，当米

0.6

尺和观察者的相对速度达到0.8c(c为光速)时，米尺长度大约是________m；在日常生活中，我们无法察

远小于光速

觉到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度________．

解析

由题图可以看出，米尺对应的长度大约为0.6?m．在日常生活中，我们无法观察到米尺长度变化的现象，是观察者相对于米尺的运动速度太小，远小于光速的缘故．

题型4?对时间间隔的相对性的理解

5．甲、乙、丙是三个完全相同的时钟，甲放在地球上，乙、丙分别放在两个高速运动的火箭上，分别以速度v和v朝同一方向远离地球飞行，且v

乙丙乙丙

A．甲时钟走得最慢

B．乙时钟走得最慢

C．丙时钟走得最慢

D．甲、乙、丙时钟快慢一样

解析

甲时钟放在地面上，在地面上的人看来，甲时钟没有变化；乙、丙两时钟放在两个火箭上，根据爱

因斯坦相对论可知，乙、丙时钟变慢，由于v

乙丙

丙时钟走得最慢，C正确．

6．[广东惠州2018高一下期末]某考生现在正在完成100分钟的期末物理考试，假设一艘飞船相对该考生以0.3c的速度匀速飞过(c为真空中的光速)，则飞船上的观察者根据相对论认为该考生考完这场考试所用时间(?A?)

A．大于100分钟

B．等于100分钟

C．小于100分钟

D．不能确定

解析

根据狭义相对论可知，飞船相对该考生以0.3c的速度匀速飞过时，飞船上的观察者认为该考生考完这场考试所用的时间??

，可知飞船上的观察者认为该考生考完这场考试所用的时间大于100分钟，选项A正确．

题型5?经典力学与相对论、量子理论的关系

7．[广西南宁三中2018高一下期末]以下说法正确的是(??)

A．大到天体，小到微观粒子，经典力学理论均适用

B．经典力学的局限性说明经典力学的理论是错误的

C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变

D．相对论与量子力学否定了经典力学理论

解析

我们现在的力学分为经典力学和量子力学，其中经典力学是指以牛顿的三大定律为基础的现代力学体系，其适用于宏观、低速的物体的运动，在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变；在微观高速情况下物体的运动，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，只是说明经典力学具有局限性，但不能说经典力学是错误的，故选项C正确．

8．[山西太原2018高一下期末](多选)2017年6月16日，来自中国的“墨子号”量子卫星从太空发出两道红色的光射向青海德令哈站与千里外的云南丽江高美古站，首次实现了人类历史上第一次距离达“千公里级”的量子密钥分发．下列说法正确的是(??)AC

A．经典力学适用于“墨子号”绕地球运动的规律

B．经典力学适用于光子的运动规律

C．量子力学可以描述“墨子号”发出两道红光的运动规律

D．量子力学的发现说明经典力学已经失去了应用价值

解析

经典力学适用于宏观、低速物体的运动，“墨子号”绕地球的运动属于宏观、低速的运动，故A正确；量子力学适用于微观、高速物体的运动，如光子的运动，而对于高速运动的光子，经典力学已经不再适用，故B错误；量子力学可以描述光子的运动规律，而且量子力学和经典力学的适用范围不同，各自在自己的范围内是有价值的，故C正确，D错误．

高中物理相对论知识点总结

高中物理选修3-4——相对论简介知识点总结 1、惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系。相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。相对于一个惯性系做变速运动的另一个参考系是非惯性系，在非惯性系中牛顿运动定律不成立。 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。 3、狭义相对性原理：一切物理定律在任何惯性系中都是相同的。 4、广义相对性原理：物理规律在任何参考系中都是相同的。 5、经典速度变换公式：。(是矢量式) 6、狭义相对论的两个基本假设：（1）狭义相对性原理，如3所述；（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。 7、广义相对论的两条基本原理：（1）广义相对性原理，如4所述；（2）等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。

8、由狭义相对论推出的六个重要结论（所有结论都已经完全得到证实）：（1）“同时”是相对的。（2）长度是相对的。。是相对被测物静止的参考系中测得的长度，是相对被测物以速度运动的参考系中测得的长度，且的方向与速度的方向平行。（3）时间是相对的。。是相对某参考系（如地面）运动的参考系中（如飞船内）的钟所测得的时间，是静止的参考系中（地面上）的钟所测得的时间。（4）质量是相对的。。（静质量）是在相对被测物静止的参考系中所测得的质量，（动质量）是在相对被测物以速度运动的参考系中所测得的质量。（5）相对论速度变换公式：。（是矢量式）（6）相对论质能关系公式：。其中是物体的动质量。 9、由广义相对论得出的几个结论：（1）物质的引力场使光线弯曲。如远处的星光经过太阳附近时发生偏折。

高中物理必备知识点：相对论简介总结

第十七章相对论简介这一章介绍高速物体的运动规律和相对论的时空观。这章的教学有两个特点。第一，我们平时接触的都是低速运动，因此本章很多结论与日常经验不一致，难于接受。第二，相对论的全面阐述要用到较多的高等数学知识，所以这章许多结论都是直接给出的。相对论内容非常抽象，不易理解，但考纲对本章要求不高，只要记住结论就行。【教学要求】 1．了解相对论的几个基本假设。 2．知道长度、时间的相对性。 3．初步了解相对论速度、质量变换公式。 4．了解爱因斯坦质能关系。【知识再现】知识网络本章概览考点剖析选修3-4 相对论简介相对论的诞生：伽利略相对性原理狭义相对论的两个基本假设：狭义相对性原理；光速不变原理时间和空间的相对性：“同时”的相对性长度的相对性――20)(1c v l l -= 时间间隔的相对性―― 2 )(1c v t -?= ?τ 相对论的时空观狭义相对论的其他结论：相对论速度变换公式―― 2 1c v u v u u '+'= 相对论质量―― 2 0)(1c v m m -= 质能方程2mc E = 广义相对论简介：广义相对性原理；等效原理广义相对论的几个结论：物质的引力使光线弯曲引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别

1．惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系就叫做惯性系．相对于一个惯性系做运动的另一个参考系也是惯性系． 2．狭义相对论的两个基本假设 (1)狭义相对性原理：。 (2)光速不变原理：。 3．相对论质量物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间的关系 2 0)(1c v m m -= 4．质能方程：E ＝mc 2 1．伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。 2．狭义相对性原理：在不同的惯性参考系，一切物理规律都是相同的 3．光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系。 4．对两个基本原理的正确理解 ①自然规律不仅包括力学规律，还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律。 ②强调真空中的光速不变指大小既不依赖于光源或观察者的运动，也不依赖于光的传播方向。 ③几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速，结果都不违背光速不变原理。【应用1】下列说法正确的是（） A ．力学规律在任何参考系中都是相同的 B ．在所有惯性系中物理规律都是相同的 C ．在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同 D ．牛顿运动定律在非惯性系中不变相同的，在非惯性参考系中，牛顿运动定律不再选用。故选B 1．“同时”的相对性： “同时”是相对的。在一个参考系中看来“同时”的，在另一个参考系中却可能“不同时”。同时性就是相对的。即在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一个惯性系中就不一定是同时发生的。 2．长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。即 20)(1c v l l -= 式中l ，是与杆相对运动的人观察到的杆长，l 0是与杆相对静止的人观察到的杆长。 ②这种长度的变化是相对的，如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与他们一起运动的两位重点突破

高中物理必修一第一章第一节-课件

第一章运动的描述第一课时质点参考系和坐标系一情景导入 “满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎。仔细看山山不动，是船行。诗人为什么会有“山迎”“船行”这两种不同的感觉呢？为了生活和梦想，我们的祖先从远古就开始探索自然运动的奥秘．经过长期的探索，人们逐渐建立了描述运动的概念，并不断寻求探索运动问题的方法，揭开了一个又一个与运动有关的奥秘．二课标点击 1.知道质点的概念及条件 2.知道参考系的概念及其作用，体验不同参考系中运动的相对性 3.掌握坐标系的简单应用. 三课前导读要点1 质点 1．在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出“物质具有质量”这个要素，把它简化为一个有质量的物质点，称为质点． 2．一个物体能否看作质点是由问题的性质决定的． 3．质点是一种科学抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素度，对实际物体简化，是一个理想化模型．我们总这样描述物体的运动，例如“他向我们走来”“车急驰而去”“月亮绕着地球转，地球绕着太阳转”．在这些描述中，我们并没有考虑“他”的高矮胖瘦、“车”的型号款式，我们也没有特意去想“月亮”或“地球”是个庞然大物，这样合理吗？ 1．将物体看成质点的条件． (1)当物体上各部分的运动情况都相同时，物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动，物体可看成质点． (2)当物体的大小、形状对所研究的问题无影响或可以忽略不计的情况下，物体可看成质点，如研究地球绕太阳公转时，地球大小相对太阳到地球的距离可忽略不计，故可视为质点．(3)只研究物体的平动时，或物体虽转动但不研究转动及转动的各个部分时，可以把物体看作质点． 2．质点与物体的异同．质点是一个理想模型，没有体积，没有大小，也不是几何上的“点”，是一个与物体质量相等的，不占空间的抽象模型．特别提示：能否把物体看作质点是由问题的性质决定的，而不是由物体的大小决定的．同一物体在不同的问题中，有时可看作质点，有时则不能． 1．下列关于质点的概念正确的是() A．只有质量很小的物体才可以看成质点 B．只要物体运动得不是很快，就一定可以把物体看成质点 C．质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点 D．旋转的物体，肯定不能看成质点

高中物理经典时空观与相对论时空观-例题解析-文档

经典时空观与相对论时空观-例题解析 1.着重体会从绝对时空观无法解释光的传播问题出发，进而提出狭义相对论假设的思想方法. 2.相对论的两个假设无法直接加以验证，但是由它导出的一系列结论却都与实验相符，这种“间接证明”的方法是科学研究中的重要方法. 3.要紧抓住“两个假设”，只有深入理解了这两个“假设”的含义，才能理解应用其他各种相对论效应. 4.要重新科学理解“同时”的含义. 5.注意相对论中各种效应都是相互的. 例如，一把尺子相对地面高速运动时，地面上的观察者测量到尺子的长度变短.如果尺子在地面上不动,而观察者相对于地面高速运动，那么观察者测量到的尺子长度和观察者不运动时相比仍然是缩短的. 时钟变慢的效应也有和“尺缩效应”一样的性质. 6.注意“运动的尺子变短”只是在运动方向上变短，其他方向不变. 【例1】一只完全密封而不透明的船正在静水中匀速航行，船内的人能够感知船在运动吗？能够测量船的航行速度吗？如果船是加速航行呢？解析：如果船是真正的匀速航行，船内的人又无法以船外的物体为参考系，则无法感知船在运动，更不可能测量船的速度.这是伽利略相对性原理的要求. 如果船是加速或减速航行，船内的人完全可以利用牛顿定律测量出船的加速度，但依然不能测量出船的瞬时速度. 【例2】根据相对论理论，一尺子相对参考系静止时长为L 0，当它以速度v 匀速运动时，参考系上的人测量该尺子的长度将变为： L =L 022 1c v -(c 是光在真空中的传播速度) (5－1) 称之为长度收缩公式. 如果一观察者测得运动着的米尺长0.5 m(米尺的静止长度为1 m)，问此尺以多大的速度接近观察者？解析：由L =L 022 1c v -得： v =c 20 2 1L L -=c 25.01-=0.87c =2.6×108 m/s. 【例3】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 ′=t 22 1c v -(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：

高中物理新课标3-4相对论经典练习含答案

一、选择题 1、以下说法正确的是______ A. 光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯的要大 B. 做简谐运动的物体，当物体的位移为负值时，速度一定为正值，加速度一定为正值 C. 在狭义相对论中，真空中光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系 D. 在无线电波的接收中，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐 2、以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是（ A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振B．变化的电场周围不一定产生变化的磁场 C．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理 D．狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关 E．在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n次全振动的总时间时，计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜。 3、关于狭义相对论，下列说法正确的是 A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长 D．地面上的人发现，坐在高速离开地球的火箭里的人新陈代谢变慢了，而火箭里的人发现地面上的人新陈代谢也变慢了 4、根据狭义相对论下列说法正确的是 A.一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，竹竿的长度会缩短 B.对于确定的物体，无论运动速度有多大，物体的质量都不会改变 C.宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢了 D.宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船上的人观察飞船上的时钟变慢了 5、以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是 A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振B．变化的电场周围不一定产生变化的磁场 C．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理 D．狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关 E．在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n次全振动的总时间时，

高中物理人人都可以看懂的相对论

人人都可以看懂的相对论·狭义相对论篇【高】【矮】【胖】【廋】【长】【短】【大】【小】这所有的一切都是相对的于是爱因斯坦说：“【相对的】还有时间和空间！这就是相对论！” “时间和空间本身就是相对的。”这句话是什么意思呢？是【长】还是【短】，这类感觉上的东西，我们只能做出相对的判断。但是对于一个事物来说，它是有单位的。在餐厅中听到服务员说“请等一下~”，不如听她说 “请等三分钟~” 这样才比较安心嘛【三分钟】对于任何人来说都是三分钟，无论是长是短，【三分钟】就只能是【三分钟】。但是爱因斯坦说不对，他认为【三分钟】的时间，有时是【两分钟】，有时却是【五分钟】同样的，空间也是一样五米长的尺子，对某些人来说是【三米】，对某些人来说是也可能是【六米】这就是“时间和空间本身就是相对的”这句话的意思。这可能让一些人难以置信，这也是很正常的。但相对论想要证明的，就是这样一个让人【难以置信】的结论

那么，为什么说“时间和空间本来就是相对的呢？” 在回答这个问题之前，我们先来继续谈谈【相对】这个词吧。最先使用这个词的家伙叫做伽利略，就是高塔扔铁球砸到亚里士多德老师脚的那个。伽利略说：“速度是相对的。” 比如，有一个100km/h的火车正在向前行驶，而车里面有一个投球手向前方以100km/h的速度扔出一颗球。那么球的速度是多少呢？对于扔球的人来说，球的速度是100km/h；而对于火车外站着的穿着水手服的高中女学生来说，球的速度应该200km/h。顺便一说，按照动漫里的发展，此时这位女学生的裙子会被掀起来，不过这里暂且不谈（污）。接下来，又有一辆100km/h的火车从反方向开过来，两辆火车擦身而过。那么对于在那辆反方向行驶的火车看黄色杂志的猥琐大叔来说，这颗球的速度就变成了300km/h。而在现实生活中，如果这个大叔被这颗球砸中，受到的伤害就应该是等同于300km/h的球造成的而不是100km/h的球造成的。这也是为什么小鸟可以撞飞机的原因。可以看出，【速度】依据【参考系】的不同，其数值也会随之发生改变。换句话说，★【速度】是【相对的】，参照系不同，数值就不同。★这就叫做【伽利略相对性原理】（实际上并不是这个意思）

人教版高中物理选修3-4-15-相对论简介

第十五章相对论简介教学目的： 1．了解相对论的诞生及发展历程 2．了解时间和空间的相对性 3．了解狭义相对论和广义相对论的内容教学重点：时间和空间的相对性、狭义相对论和广义相对论教学难点：时间和空间的相对性教学过程：一、狭义相对论的基本假设牛顿力学是在研究宏观物体的低速（与光速相比）运动时总结出来的.对于微观粒子，牛顿力学并不适用，在这一章中我们还将看到，对于高速运动，即使是宏观物体，牛顿力学也不适用. 19世纪后半叶，关于电磁场的研究不断深入，人们认识到了光的电磁本质.我们已经知道，电磁波是以巨大的速度传播的，因此在电磁场的研究中不断遇到一些矛盾，这些矛盾导致了相对论的出现. 相对论不仅给出了物体在高速运动时所遵循的规律，而且改变了我们对于时间和空间的认识，它的建立在物理学和哲学的发展史上树立了一座重要的里程碑. 经典的相对性原理如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系，相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系. 我们引用伽利略的一段话，生动地描述了一艘平稳行驶的大船里发生的事情.“船停着不动时，你留神观察，小虫都以等速向各方向飞行，鱼向各个方向随意游动，水滴滴进下面的罐中；你把任何东西扔给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向不比向另一方向用更多的力.你双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相同.当你仔细观察这些事情之后，再使船以任何速度前进，只要运动是匀速的，也不忽左忽右地摆动，你将发现，所有上述现象丝毫没有变化.你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着不动”通过这段描述以及日常经验，人们很容易相信这样一个论述：力学规律在任何惯性系中都是相同的.这个论述叫做伽利略相对性原理.相对性原理可以有不同的表述.例如还可以表述为：在一个惯性参考系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对于另一个惯性参考系做匀速直线运动；或者说，任何惯性系都是平权的. 在不同的参考系中观察，物体的运动情况可能不同，例如在一个参考系中物体是静止的，在另一个参考系中看，它可能是运动的，在不同的参考系中它们运动的速度和方向也可能不同.但是，它们在不同的惯性系中遵从的力学规律是一样的，例如遵从同样的牛顿运动定律、同样的运动合成法则…… 光速引起的困难

高中物理中相对论初步知识归纳总结

第二讲相对论初步知识相对论是本世纪物理学的最伟大的成就之一，它标志着物理学的重大发展，使一些物理学的基本概念发生了深刻的变革。狭义相对论提出了新的时空观，建立了高速运动物体的力学规律，揭露了质量和能量的内在联系，构成了近代物理学的两大支柱之一。 §2. 1 狭义相对论基本原理 2、1、1、伽利略相对性原理 1632年，伽利略发表了《关于两种世界体系的对话》一书，作出了如下概述：相对任何惯性系，力学规律都具有相同的形式，换言之，在描述力学的规律上，一切惯性系都是等价的。这一原理称为伽利略相对性原理，或经典力学的相对性系原理。其中“惯性系”是指凡是牛顿运动定律成立的参照系。 2、1、2、狭义相对论的基本原理 19世纪中叶，麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁理论，又称麦克斯韦电磁场方程组。麦克斯韦电磁理论不但能够解释当时已知的电磁现象，而且预言了电磁波的存在，确认光是波长较短的电磁波，电磁波在真空中的传播速度为一常数，秒米/100.38 ?=c ，并很快为实验所证实。从麦氏方程组中解出的光在真空中的传播速度与光源的速度无关。如果光波也和声波一样，是靠一种媒质（以太）传播的，那么光速相对于绝对静止的以太就应该是不变的。科学家们为了寻找以太做了大量的实验，其中以美国物理学家迈克耳孙和莫雷实验最为著名。这个实验不但没能证明以太的存在，相反却宣判了以太的死刑，证明光速相对于地球是各向同性的。但是这却与经典的运动学理论相矛盾。爱因斯坦分析了物理学的发展，特别是电磁理论，摆脱了绝对时空观的束缚，科学地提出了两条假设，作为狭义相对论的两条基本原理： 1、狭义相对论的相对性原理在所有的惯性系中，物理定律都具有相同的表达形式。这条原理是力学相对性原理的推广，它不仅适用于力学定律，乃至适合电磁学，光学等所有物理定律。狭义相对论的相对性原理表明物理学定律与惯性参照系的选择无关，或者说一切惯性系都是等价的，人们不论在哪个惯性系中做实验，都不能确定该惯性系是静止的，还是在作匀速直线运动。 2、光速不变原理在所有的惯性系中，测得真空中的光速都等于c ，与光源的运动无关。迈克耳孙—莫雷实验是光速不变原理的有力的实验证明。事件任何一个现象称为一个事件。物质运动可以看做一连串事件的发展过程，事件可以有各种具体内容，如开始讲演、火车到站、粒子衰变等，但它总是在一定的地点于一定时刻发生，因此我们用四个坐标（x ，y ，z ，t ）代表一个事件。间隔设两事件（1111,,,t z y x ）与（2222,,,t z y x ），我们定义这两事件的间隔为 ()()()()2 122 122 122 1222z z y y x x t t c s -------= 间隔不变性设两事件在某一参考系中的时空坐标为（1111,,,t z y x ）与（2222,,,t z y x ），其间隔为

高中物理第七章第5节相对论时空观与牛顿力学的局限性教案+习题(含解析)新人教版必修2

第5节相对论时空观与牛顿力学的局限性 1．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□01牛顿力学时空观。 (2)爱因斯坦假设：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是□02相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是□ 03相同的。 (3)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□ 04有关。 ①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□ 05Δt ＝Δτ1－? ?? ??v c 2 ，由于1－? ?? ??v c 2<1，所以总有 Δt □06>Δτ。 ②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□07l ＝l 0 1－? ?? ??v c 2，由于1－? ?? ??v c 2 <1，所以总有l □08

2021高中物理人教版必修第二册课件：第七章 第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性