力学相对性原理在中学物理解题中的应用
高中物理学史总结归纳 高中物理学史总结
高中物理学史总结归纳高中物理学史总结高中物理学史总结归纳篇一高中物理学史总结叶涛一、力学1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）；2、一⑦世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
3、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。
4、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
5、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。
6、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。
7、一⑦世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；8、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；一⑦98年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量；9、1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
10、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同；俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。
11、1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星；1961年4月，世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。
中学物理“相对论”教材教法新思考
中学物理“相对论”教材教法新思考作者：侯建新来源：《教学与管理(理论版)》2006年第06期物理学，可以毫不夸张地说是科学技术之母。
怎样尽早地把近现代物理知识通俗易懂地介绍给中学生朋友是值得我们深思的一个问题，下面结合多年的教学实践和经验简单地谈谈“相对论”的中学教法。
一、“狭义相对论”的基本原理是什么１．相对性原理：在所有的惯性系中，物理学上的基本定律是相同的。
２．光速不变原理：在所有的惯性系中，真空中的光速具有相同的量值ｃ。
所谓相对性原理是指所有物理学的基本规律在不同的惯性系中具有相同的形式。
所谓光速不变原理是指光的传播速度与所选择的参考系无关。
在同一参考系中，光速与光传播的方向以及光源是否运动也无关，这个原理不仅指明光的传播服从相对性原理，而且指明光速ｃ永远是个物理常数。
我们只讨论涉及无加速度的惯性系（即适用牛顿运动定律的参考系），所以叫作“狭义相对论”。
应当指出，上述“狭义相对论”的两条基本原理的正确性，经受住了由它们所推导出的结果与物理事实相符合的考验。
二、何为“同时性的相对性”爱因斯坦从十六岁开始就思考牛顿的绝对时间这个问题。
经过十年的思考，他终于得出了一个异乎寻常的结论：时间的量度是相对的！也就是说，对不同的惯性系，同样的先后两个事件之间的时间间隔是不同的！对这个结论的论述是从讨论“同时性”概念开始的。
在１９０５年那篇题为《论动体的电动力学》的著名论文中，他写道：“如果我们要描述一个质点的运动，我们就以时间的函数来给出它的坐标值。
现在我们必须记住，这样的数学描述，只有在我们十分清楚懂得‘时间’在这里指的是什么之后才有物理意义。
我们还应该考虑到，凡是时间在里面起作用的我们的一切判断，总是关于同时事件的判断。
比如我们说，‘那列火车７点钟到达这里’，这大概是说，‘我的表的短针（时针）指到７同火车到达是同时的事件’。
”从爱因斯坦的上述论述中，我们注意到了同时性。
我们还会发现，和光速不变原理紧密联系在一起的是，在某一惯性系中同时发生的两个事件在相对于此惯性系运动的另一个惯性系中观察并不是同时发生的。
高中物理相对论问题解答步骤详解
高中物理相对论问题解答步骤详解相对论是物理学中的重要分支，它涉及到时空的变换、光的行为以及质量与能量的关系等内容。
在高中物理学习中，相对论问题常常是学生们感到困惑的难点。
本文将详细解答相对论问题，并提供解题步骤和技巧，帮助高中学生和他们的父母更好地理解和解决这类问题。
一、相对论的基本概念在解答相对论问题之前，我们首先要了解相对论的基本概念。
相对论主要包括狭义相对论和广义相对论两个方面。
狭义相对论主要研究的是惯性系之间的相对运动，而广义相对论则进一步考虑了引力的影响。
在高中物理学习中，我们主要关注狭义相对论。
相对论的基本原理是光速不变原理和相对性原理。
光速不变原理指的是不论观察者的运动状态如何，光在真空中的速度始终是恒定的。
相对性原理则指出物理规律在所有惯性系中都是相同的，没有绝对的静止参照物。
二、解答相对论问题的步骤解答相对论问题的关键在于理解相对性原理和光速不变原理，并将其应用到具体问题中。
下面将介绍解答相对论问题的步骤：1. 确定参照系：首先，我们需要确定问题中涉及到的参照系。
参照系是一个用来观察和描述事件的坐标系，可以是惯性系或非惯性系。
在相对论中，我们通常选择一个惯性系作为参照系。
2. 确定观察者的运动状态：接下来，我们需要确定观察者的运动状态。
观察者的运动状态决定了他对事件的观测结果。
观察者可以是相对静止的，也可以是相对运动的。
3. 应用相对性原理和光速不变原理：在确定参照系和观察者的运动状态后，我们可以根据相对性原理和光速不变原理来分析问题。
相对性原理告诉我们物理规律在所有惯性系中都是相同的，而光速不变原理告诉我们光在真空中的速度是恒定的。
4. 计算和分析：根据问题的具体情况，进行计算和分析。
这包括使用洛伦兹变换来计算时间、长度和质量的变换，以及使用相对论动力学公式来计算速度、能量和动量的变化等。
三、解题技巧和注意事项在解答相对论问题时，有一些技巧和注意事项可以帮助我们更好地理解和解决问题：1. 熟悉洛伦兹变换：洛伦兹变换是相对论中的重要工具，它描述了时间、长度和质量在不同参照系中的变换关系。
牛顿三大定律复习
超重与失重 什么是超重？ 1、什么是超重？ 超重现象是指物体对支持物的压力和对悬挂 物的拉力大于物体的重力 什么条件下产生超重现象？ 2、什么条件下产生超重现象？ 物体有向上的加速度 3、什么是失重？ 什么是失重？ 向上加速运动 向下减速运动
失重现象是指物体对支持物的压力或对悬 挂物的拉力小于物体的重力 什么条件下产生失重现象？ 4、什么条件下产生失重现象？ 向下加速运动 物体有向下的加速度 向上减速运动
例：硬杆ABC固定在小车上，小车向左作变 硬杆ABC固定在小车上， ABC固定在小车上 加速运动时，BC作用力的方向 作用力的方向： 加速运动时，BC作用力的方向： 一定沿杆向上； A、一定沿杆向上； 一定竖直向上； B、一定竖直向上； 可能水平向左； C、可能水平向左； 随加速度数值改变而改变； D、随加速度数值改变而改变； B （ ） D
一、牛顿第一定律： 牛顿第一定律： 历史： 1、历史： （1）亚里斯多德认为有力作用在物体上物体 才会运动，力是维持速度的原因。 才会运动，力是维持速度的原因。 伽里略的理想斜面实验。它是以可靠事实为基础， （2）伽里略的理想斜面实验。它是以可靠事实为基础，进 行抽象思维来展开的实验。 行抽象思维来展开的实验。 牛顿在伽里略研究的基础上，进一步总结， （3）牛顿在伽里略研究的基础上，进一步总结，得出牛顿 第一定律。 第一定律。 内容： 2、内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 不变，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 不变，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 理解：（ ：（1 力不是维持物体运动的原因， 理解：（1）力不是维持物体运动的原因，力是改 变物体运动状态的原因。 变物体运动状态的原因。 此结论相对惯性参照系而言。 （2）此结论相对惯性参照系而言。 3、惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 惯性： 的性质叫惯性。 的性质叫惯性。
物理学中的相对论和量子力学概念
物理学中的相对论和量子力学概念相对论是20世纪初由阿尔伯特·爱因斯坦提出的物理学理论，主要分为狭义相对论和广义相对论。
相对论揭示了时间、空间、物质、能量之间的本质联系，是对牛顿力学体系的继承和发展。
1.狭义相对论狭义相对论的核心观念是相对性原理和光速不变原理。
相对性原理指出，在任何惯性参照系中，物理定律的形式都是相同的。
光速不变原理指出，在真空中，光速是一个常数，与光源和观察者的运动状态无关。
2.广义相对论广义相对论将狭义相对论的原理扩展到非惯性参照系，提出了引力是由物质引起的时空弯曲。
在这个理论中，重力不再被视为一种力，而是物体在弯曲时空中自然沿着几何路径（测地线）运动的结果。
量子力学是研究微观粒子（如原子、电子、光子等）行为和性质的物理学分支。
量子力学的基本原理包括波粒二象性、不确定性原理和量子叠加等。
1.波粒二象性微观粒子具有波粒二象性，即它们既表现出波动性，又表现出粒子性。
这一观念源于马克斯·普朗克的量子理论和爱因斯坦的光量子理论。
2.不确定性原理不确定性原理指出，在微观尺度上，粒子的位置和动量无法同时被精确测定。
这表明，微观世界中的物质行为与宏观世界中的物体行为有很大差异。
3.量子叠加量子叠加是指微观粒子在多种可能的状态之间同时存在的一种现象。
这意味着，在没有进行观测之前，微观粒子既处于这里，又处于那里，只有在观测时，它们的状态才会“坍缩”为某一种特定的情况。
相对论和量子力学共同构成了现代物理学的基石。
这两个理论在原子尺度、粒子尺度以及宇宙尺度上都有广泛的应用，对于人类理解自然界的奥秘具有重要意义。
习题及方法：1.习题：根据狭义相对论，两个相对于观察者以等速v运动的恒星，其中一个恒星发出一束光，求观察者接收到光的时间。
解题方法：根据光速不变原理，光在真空中的传播速度与参照系无关，设恒星到观察者的距离为d，光速为c，则光从恒星发出到观察者接收的时间为t=d/c。
2.习题：一个物体在地面上的重量为W，将其带到地球同步轨道上，求其重量。
(完整word)变换参照系 巧解物理题
变换参照系 巧解物理题湖南省常德市一中（415000） 成 程研究物体的运动可以采用不同的参照系。
若参照系选择好，往往可以使物理情境清晰、解题思路明了、解题过程简单；反之，若参照系选取不当，物体的运动规律不明显，解题过程繁琐，则可能把简单问题复杂化，甚至无法求解。
学生习惯选取地面参照系,不善于变换参照系,物理解题时常常陷入困境，那么，应如何灵活而巧妙变换参照系呢？首先，应深入理解运动相对性原理的内涵。
相对性原理告诉我们：在所有的惯性参照系中，力学定律都是同样成立的.在研究某一力学问题时,选取不同的参照系，并不会妨碍我们对力学规律的运用，也不会妨碍我们得出正确的结果;其次，正确理解“动”与“静”的辩证关系。
“动”与“静"是相对的,同一物体在不同的参照系中，即可以是“动”的，也可以是“静”的，不少力学问题，正是通过参照系这样简单而又巧妙的变换，来实现问题的简捷解答的。
例1 一木排通过码头A 时，有一艘摩托艇正经过码头A 驶向下游距码头S 1=15km 处的村庄B 。
摩托艇在时间t=0.75h 内到达村庄B 。
然后返回，在距村庄S 2=9km 的D 处遇到木排。
求水流速度水v 和摩托艇相对于水的速度v 。
解析 本题若选地面为参照系,则需要通过列多个方程求解，才可得出结论，且解题过程复杂。
变换参照系选木排为参照系，则河流相对于木排是静止的,摩托艇相对木排以同样的速度来回运动，来回运动时间为5.12=t h.在这段时间内，木排驶过的距离为S 1-S 2=6km ，则木排的运动速度即水流速度45.16221==-=hkmt S S v 水km/h 。
摩托艇在从码头A 到达村庄B 的过程中，摩托艇相对于岸的速度2075.0151===hkm t S v 岸km/h ，由运动的相对性原理知：摩托艇相对于水的速度为=-=水岸v v v 20km/h-4km/h=16km/h 。
例2 在光滑的水平轨道上有两个半径都是r 的小球A 和B ，质量分别为m 和m 2，当两球心间的距离大于L （L 比2r 大得多）时，两球之间无相互作用力；当两球心间的距离等于或小于L 时,两球间存在相互作用的恒定斥力F 。
【名人故事】关于爱因斯坦的故事
【名人故事】关于爱因斯坦的故事导语：说起名人故事1888年(9岁)，爱因斯坦进路易波尔德高级中学自学。
在学校受到宗教教育，拒绝接受剃度仪式，弗里德曼就是指导老师。
10岁在医科大学生塔尔梅鼓励下，念通俗科学读物和哲学着并作。
至了12岁，自学欧几里德几何，同时爱因斯坦已经开始猜测欧几里德的假设。
16岁，自学回去微积分。
同年，爱因斯坦在瑞士理工学院的入学考试失利。
爱因斯坦已经开始思索当一个人以光速运动时会看见什么现象。
对经典理论的内在矛盾产生疑惑。
在16岁时，爱因斯坦就从书本上了解到光是以很快速度前进的电磁波，与此相联系，他非常想探讨与光波有关的所谓以太的问题。
以太这个名词源于希腊，用以代表组成天上物体的基本元素。
17世纪的笛卡尔和其后的克里斯蒂安惠更斯首创并发展了以太学说，认为以太就是光波传播的媒介，它充满了包括真空在内的全部空间，并能渗透到物质中。
与以太说道相同，牛顿明确提出衍射的微粒说。
牛顿指出，发光体升空出来的就是以直线运动的微粒粒子流，粒子流冲击视网膜就引发视觉。
18世纪牛顿的微粒说占到了绝对优势，19世纪，却是波动说道占到了绝对优势。
以太的学说也大大发展：波的传播须要媒质，光在真空中传播的媒质就是以太，也叫做光以太。
与此同时，电磁学得到了蓬勃发展，经过麦克斯韦、赫兹等人的努力，形成了成熟的电磁现象的动力学理论――电动力学，并从理论与实践上证明光就是一定频率范围内的电磁波，从而统一了光的波动理论与电磁理论。
以太不仅是光波的载体，也成了电磁场的载体。
直到19世纪末，人们企图寻找以太，然而从未在实验中发现以太，相反，迈克耳逊莫雷实验却发现以太不太可能存在。
电磁学的发展最初也就是列入牛顿力学的框架，但在表述运动物体的电磁过程时却辨认出，与牛顿力学所遵守的相对性原理不一致。
按照麦克斯韦理论，真空中电磁波的速度，也就是光的速度就是一个恒量。
然而按照牛顿力学的速度乘法原理，相同惯性系则的光速相同。
比如，两辆汽车，一辆向你驶至，一辆驶回。
112. 如何理解高中物理中的相对论效应？
112. 如何理解高中物理中的相对论效应？关键信息项1、相对论效应的定义及主要内容狭义相对论效应广义相对论效应2、高中物理中相对论效应的重点概念时间膨胀长度收缩质量增加3、相对论效应在高中物理中的常见题型及解题方法运动物体的时间计算长度测量的变化分析能量与质量的关系应用4、相对论效应与经典物理的对比与联系经典物理的局限性相对论对经典物理的修正与拓展5、相对论效应在现代科技中的应用实例卫星导航系统中的时间校正高能物理实验中的粒子加速11 相对论效应的定义及主要内容111 狭义相对论效应狭义相对论主要探讨了在惯性参考系中，时间和空间的相对性以及光速不变原理。
其中涉及到的相对论效应包括时间膨胀和长度收缩。
时间膨胀意味着运动中的物体经历的时间相对于静止观察者变慢，而长度收缩则表示运动物体在运动方向上的长度会变短。
112 广义相对论效应广义相对论则进一步研究了引力现象，提出了等效原理，即引力和加速度是等效的。
广义相对论中的相对论效应主要体现在光线在引力场中的弯曲、引力红移等现象。
12 高中物理中相对论效应的重点概念121 时间膨胀在高中物理中，时间膨胀是一个重要的概念。
通过公式可以计算出运动物体的时间相对于静止观察者的变化。
这一概念对于理解高速运动物体的时间特性具有重要意义。
122 长度收缩长度收缩是指物体在运动方向上的长度会变短。
同样，通过相关公式可以定量地计算出长度的收缩量。
123 质量增加随着物体运动速度的增加，其质量也会增加。
这一概念与经典物理中的质量不变观念有很大的不同，需要学生深入理解。
13 相对论效应在高中物理中的常见题型及解题方法131 运动物体的时间计算通常会给出物体的运动速度和相关参数，要求计算出在不同参考系中观察到的时间变化。
解题时需要正确运用时间膨胀公式，并注意单位的换算。
132 长度测量的变化分析给出物体的运动速度和原始长度，求解在运动状态下长度的收缩量。
需要准确运用长度收缩公式，同时理解长度测量的相对性。
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的一切 力学过 程 ， 不受参 照 系本身 匀速直 线运 动 的影 响 ， 就是 说 ， 能借 助任 何 力学 试 验来 判 断这 都 也 不
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这便 是对 Ｓ 系 的动 能定理 。 （ ） 和 （ ）式可 知 ， 对 于不 同 的惯性 系 ， 与 能 的量 值虽 不 同 ， 由 ６式 ７ 相 功 动 能定 理 的数学 表达 式是 不变 的 ， 即动 能定 理服从 力 学相 对性 原理 。
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１８ ・ ３
安 庆师 范学 院学 报 （ 然 科 学 版 ） 自
２１ ０ ０年
（） ２ 银氨溶 液需 现配 现用 ， 置过久 易发 生爆 炸 。配 银氨 溶液 时 ， 放 氨水 需逐 滴加入 ， 到沉淀 刚好溶 直
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力学相对性原理在中学物理解题中的应用
高 爱英 蒋 会 。 ，
（． 湖 市 第 二 中学 ， 徽 芜 湖 ２ １ ０ ；． 远 县岭 集 中学 ， 徽 怀 远 ２ ３０ ） １芜 安 ４００２怀 安 ３４ ０
力 学相对 性原 理告诉 我们 ， 于一个相 对 于惯性参 照系 作匀速 直线运 动 的参考 系 ， 对 它的 内部所发 生
１ ３ 动量 守恒 定理 满足 力 学相对 性原 理 ．
１ ２ 动 能 定 理 满 足 力 学 相 对 性 原 理 ．
动能定理 也是 满足力 学相对 性原 理 的 。 设质点 仇相 对于 Ｓ系和 Ｓ 系的位移 分别 为 和 ｄ 速 度为 ，
第 ４期
高 爱 英 ， 会 ： 学 相 对 性 原 理 在 中学 物 理 解 题 中 的 应 用 蒋 力
也提 高 了很 多 ， 分调动 了学生 学 习化学 的积极性 。 充
４ 结 束 语
在 夯实基 本知识 的基 础上 ， 通过搭 建 自主探究 性学 习平 台 ， 创设 情境 ， 营造 探究 氛 围 ， 面 系统地创 全
设研究 性学 习环境 ， 激发 了学生 强烈 的探究 性学 习兴 趣 ， 提高 了学 生 探究 学 习 的意 识 、 能力 。同 时联 系 生活实 际 ， 养学 生 自主 学 习的能力 ， 培 使学 生体验 成功 的喜悦 ， 收获 探究性 学 习带来 的快乐 。
设 有惯性 参 照系 ｓ ，质点 ／ 相对 于 ｓ的速度 为 ， 受合力 为 Ｆ， ７ ／ ＇ 所 有
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设 另一 参照 系 Ｓ 相对 于惯性 系 Ｓ做 速 度为 “的匀速 直线 运动 ， 于是 Ｓ 系也是惯 性参 照 系 ， 质点 ｍ
相对 于 Ｓ 系 的速度 为 ＇ ， ， 根据伽 利略速 度变 换 ， 有
当 ， 体 的运 动过程 和运 动 图像 就不 清 楚 ， 题 过程 就 繁 琐 ， 物 解 有可 能 把 简单 的 问题 复 杂化 ， 至 无 法求 甚 解 。对 于 中学生 ， 往 习惯地选 取地 面为参 照 系 ， 往 不善 于 变换 参 照系 ， 题 时常 常 陷入 困境 。本 文 将在 解
介绍 力学相 对性原 理 的基 础上 ， 推导 动能定 理 、 量定 理满 足 力学 相对 性 原理 ， 给 出具 体 的 例子 说 明 动 并 它们在 运动学 、 动力 学 、 动量守 恒和 动能定 理解题 中 的应 用 。
１ 基本 运动定 理满 足力学 相对性 原理 的简 单理论 推导 １ １ 牛顿 第二定律 满足 力 学相 对性 原理 ．
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（） ５ 式便 是 Ｓ 系 中的牛顿第 二定 律表 达式 ， 见 ， 于不 同 的惯 性 系 ， 可 对 牛顿第 二定 律依然 成立 ， 即牛 顿第二 定律 服从力 学相对 性原理 。
（） ３ 氨水 浓度 不宜过 大 （ １ ～２ 为 宜） 否 则 。加 入 时 易过 量 ， 氨过 度 络合 ， 以 ， 使 降低 银 氨溶 液 的
氧化 能力 。 （） ４ 实验 完毕应 及时 处理混 合液 。 在 不断 的实验 探究 中 ， 学生 对银镜 反应 更熟悉 了 ， 于原 理 的理 解更 清楚 了 ， 生 的动手 、 对 学 动脑水平