2019_2020学年高中物理第十五章第1节相对论的诞生第2节时间和空间的相对性课件新人教版选修3_4

判 一 判 (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)在不同的惯性系中，光速是不相同的．( × )
想一想 经典时空观和狭义相对论时空观中，空间和时间 有什么不同？ 提示：经典时空观中空间和时间是绝对的，与物质的运动状 态无关；在狭义相对论时空观中，空间和时间是相对的，与 物质的运动状态有关．
第十五章 相对论简介
第1节 相对论的诞生 第2节 时间和空间的相对性
第十五章 相对论简介
1.知道经典的相对性原理，知道狭义相对论的实验基 础和它的两个基本假设． 2.知道狭义相对论的几个主要结 论． 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．
一、相对论的诞生 1．经典的相对性原理 (1)惯性系：_牛__顿__运__动___定律能够成立的参考系．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． (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．
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)经典物理学认为：如果两个事件在一个参考系中是同时的， 在另一个参考系中一定狭义相对论的两个基本假设 (1)在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的； (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
关于狭义相对论，下列说法不正确的是( ) A．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律 都是相同的 B．狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等 于 c，与光源的运动无关 C．狭义相对论只涉及无加速度运动的惯性系 D．狭义相对论任何情况下都适用
那么两者之间的关系是：l＝_l0____1_－__vc__2 ．
3．时间间隔的相对性
(1)经典物理学认为：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．
设 Δτ 表示相对事件发生地静止的惯性系中观测的时间间隔，
(多选)设某人在速度为 0.5c 的飞船上打开一 个光源，则下列说法正确的是( ) A．飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为 1.5c B．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为 0.5c C．在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是 c D．在地面上任何地方的观察者看到的光速都是 c 解析：选 CD.根据狭义相对论的“光速不变原理”可知，真 空中的光速在不同的惯性系中都是相同的，所以真空中的光 速相对于火箭的速度为 c，相对于地面的速度也为 c.
Δt 表示相对事件发生地以 v 高速运动的参考系中观察同样两 Δτ
事件的时间间隔，则它们的关系是 Δt＝______1_－__cv__2______ .
4．相对论的时空观 (1)经典时空观：空间和时间是脱离物质存在的，是__绝__对__的， 空间和时间之间也是没有联系的． (2)相对论时空观：空间和时间与物质的_运__动__状__态___有关．
时间和空间的相对性 1．“同时”的相对性 (1)“同时”的相对性：“同时”具有相对性，即在同一惯性 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 是不同时的，即同时是相对的．即两个事件是否同时发生， 与参考系的选择有关．
(2)“同时”的相对性的理解 如图所示，列车以速度 v 匀速直线运动，车厢中央有一闪光 灯发出光信号，光信号到车厢前壁 B 为事件 1，到车厢后壁 A 为事件 2；地面为 S 系，列车为 S′系．
对狭义相对论的理解 1．惯性系和非惯性系：牛顿运动定律能够成立的参考系为惯 性系，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．相对性原理 (1)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． (2)迈克耳孙—莫雷实验证明：不论光源与观察者做怎样的相 对运动，光速都是相同的．
在 S′系中的观察者认为：闪光灯发出的光信号以速度 c 分别 向 A、B 传播，且传播距离相等，则同时照射到 B、A 上，即 事件 1、2 同时发生．
在 S 系中的观察者认为：闪光灯发出的光信号也是以速度 c 分别向 A、B 传播，由于车厢向右运动了一段距离，故光到 达 B 处比到达 A 处传播的距离大，因此光先照到 A 处，即事 件 1、2 不是同时发生的． 2．长度的相对性——“动尺变短” 狭义相对论中的长度公式：l＝l0 1－vc2中，l0 是相对于杆 静止的观察者测出的杆的长度，而 l 可以认为是杆沿自己的 长度方向以速度 v 运动时，静止的观察者测量的长度．
[解析] 根据狭义相对论的基本假设可知，选项 A、B 正确； 狭义相对论只涉及惯性参考系，不涉及非惯性参考系，选项 D 错误，选项 C 正确． [答案] D
(1)各物理量有可能因为所选择参考系的不同而不同，但是它 们遵从的物理规律是相同的． (2)光速不变原理强调真空中的光速不变，与光源、观察者间 的相对运动没有关系．
(2)狭义相对论的时空观认为：同时是_相__对___的，即在同一个 参考系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个参考系中 不一定是_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___时的长度小．与杆相 对静止的人认为杆长为 l0，与杆相对运动的人认为杆长是 l，