时间和空间的相对性 优质课件

重点难点： 1.“同时”的相对性和时空相对性的验证． 2．长度的相对性和时间间隔的相对性．
课前自主学案
一、经典的相对性原理 惯性参考系是指可以使_牛__顿__运__动__定__律__成立的参考 系． 1．力学规律在任何惯性系中都是_相__同__的,这就是 伽利略相对性原理,又叫经典的相对性原理.
若参考系沿杆的方向运动，
杆的长度为 l0
观察到的杆的长度减小， l＝l0 1－vc2
2.几个结论的理解要点 (1)时间间隔，长度的变化，都是由于物质的相对 运动引起的一种观测效应，它与所选取的参考系 有关，物质本身的结构并没有变化． (2)两个事件的时间间隔和物体的长度，必须与所 选取的参考系相联系，如果在没有选取参考系的 情况下讨论时间的长短及空间的尺寸，是没有任 何意义的．
核心要点突破
一、两种时空观的主要区别 1．实验基础不同 我们通过生活经验,通过对周围世界的观察最容易 接受的是经典时空观(又叫绝对时空观),因为经典时 空观是以v≪c的低速运动下的实验为基础建立的, 而相对论时空观建立在光速不变实验基础上,在高 速运动的情形中,相对论效应才会明显,由于缺少高 速运动中的生活经验,初学者难以接受.
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,Δt 表示相对事件发生地以 v 高速运动的参考系
中观察同样两事件的时间间隔,则它们的关系是
Δt＝
Δτ 1－vc 2.
4．相对论时空观 (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．
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三、时间和空间的相对性 1.“同时”的相对性 (1)经典的时空观: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)相对论的时空观:“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_不__一_定__是__同__时___的.
2．对时间、空间与物质的联系性认识不同 (1)经典时空观认为时间均匀流逝，与物质无关； 空间是物质运动的场所，空间本身不受物质运动 状态的影响；同时空间与时间也是没有联系 的．总之一句话，时间、空间都是绝对的，不同 参考系中观察同一物理过程时间是相同的，观察 同一物体长度是相同的．
(2)相对论时空观认为物理过程的快慢与物体的运 动状态有关，运动物体的长度也跟物体的运动状 态有关．换句话说，不同参考系中观察同一物理 过程时间可能不同，观察同一物体长度可能不 同．空间和时间与物质的运动状态有关．同时， 时间和空间也是有联系的.
2.在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能 判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做_匀__速__ _直__线_运__动___.或者说,任何惯性参考系都是平__权___的. 二、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.
第一节 相对论的诞生 第二节 时间和空间的相对性
课标定位
第
二
节
课前自主学案
时
间
和
核心要点突破
空
间
的 相
课堂互动讲练
对
性
知能优化训练
课标定位 学习目标：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．
3．经典时空观的价值 经典时空观建立在实验的基础上，它的结论又受 到无数次实践的检验．虽然相对论时空观更具有 普遍性，但是经典时空观在低速运动时所得出的 结论与实验事实符合的很好，由于宏观物体的速 度不可能接近光速，所以经典时空观仍有存在的 价值．
即时应用 (即时突破,小试牛刀) 1.关于时间和空间,在学习狭义相对论后我们应认 识到( ) A.因为时间是绝对的,所以我们在不同的参考系中 观察到的时间进程都是相同的 B.空间与时间之间是没有联系的 C.有物质才有空间和时间 D.在一个确定的参考系中观察,运动物体的空间距 离和时间进程跟物体的运动状态有关
解析：选CD.经典物理学认为空间和时间是脱离 物质存在的，是绝对的，空间与时间之间也是没 有联系的，在相对论力学中，时间和空间是和物 质的运动相联系的．只有在物质存在时才有空间 和时间的概念，时间和空间是相互联系且是相对 的．
二、对狭义相对论几个主要结论的理解 1．几个主要结论
相对事件发生地或 相对事件发生地或
物体静止的参考系 物体运动的参考系
中观察
中观察
同来自百度文库的 事件同时但不同地
相对性
点发生
事件不同时发生
时间 间隔 的相 对性
长度 的相 对性
相对事件发生地 或物体静止的参
考系中观察
相对事件发生地或物体运 动的参考系中观察
两事件发生的时间间隔变
两个事件发生的 大．
时间间隔为 Δτ
Δt＝
Δτ 1－vc 2
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.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 1－vc2.
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.