《高中物理 第15章 第二節(jié) 時間和空間的相對性課件 新人教版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第15章 第二節(jié) 時間和空間的相對性課件 新人教版選修34（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第一節(jié)相對論的誕生第一節(jié)相對論的誕生第二節(jié)時間和空間的相對性第二節(jié)時間和空間的相對性課前自主學案課前自主學案核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練課標定位課標定位知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第二節(jié)第二節(jié)時間和空間的相對性時間和空間的相對性課標定位課標定位學習目標：學習目標：1.知道經(jīng)典的相對性原理，知道狹義知道經(jīng)典的相對性原理，知道狹義相對論的實驗基礎(chǔ)和它的兩個基本假設(shè)相對論的實驗基礎(chǔ)和它的兩個基本假設(shè)2知道狹義相對論的幾個主要結(jié)論知道狹義相對論的幾個主要結(jié)論3了解經(jīng)典時空觀與相對論時空觀的主要區(qū)別，了解經(jīng)典時空觀與相對論時空觀的主要區(qū)別，體會相對論的建立對人類認識世界的影響體會相對論的
2、建立對人類認識世界的影響重點難點：重點難點：1.“同時同時”的相對性和時空相對性的驗證的相對性和時空相對性的驗證2長度的相對性和時間間隔的相對性長度的相對性和時間間隔的相對性課前自主學案課前自主學案一、經(jīng)典的相對性原理一、經(jīng)典的相對性原理慣性參考系是指可以使慣性參考系是指可以使_成立的參考成立的參考系系1力學規(guī)律在任何慣性系中都是力學規(guī)律在任何慣性系中都是_的的,這就是這就是伽利略相對性原理伽利略相對性原理,又叫經(jīng)典的相對性原理又叫經(jīng)典的相對性原理.牛頓運動定律牛頓運動定律相同相同2.在一個慣性參考系內(nèi)進行的任何力學實驗都不能在一個慣性參考系內(nèi)進行的任何力學實驗都不能判斷這個慣性系是否相對于另
3、一個慣性系做判斷這個慣性系是否相對于另一個慣性系做_.或者說或者說,任何慣性參考系都是任何慣性參考系都是_的的.二、狹義相對論的兩個基本假設(shè)二、狹義相對論的兩個基本假設(shè)1.狹義相對性原理狹義相對性原理:在不同的慣性參考系中在不同的慣性參考系中,一切物一切物理規(guī)律都是理規(guī)律都是_的的.2.光速不變原理光速不變原理:真空中的光速在不同的慣性參考真空中的光速在不同的慣性參考系中都是系中都是_的的.勻速勻速直線運動直線運動平權(quán)平權(quán)相同相同相同相同三、時間和空間的相對性三、時間和空間的相對性1.“同時同時”的相對性的相對性(1)經(jīng)典的時空觀經(jīng)典的時空觀:在同一個慣性系中不同地點同時在同一個慣性系中不同地
4、點同時發(fā)生的兩個事件發(fā)生的兩個事件,在另一個慣性系中觀察在另一個慣性系中觀察_的的.(2)相對論的時空觀相對論的時空觀:“同時同時”具有具有_性性,即在同一即在同一個慣性系中不同地點同時發(fā)生的兩個事件個慣性系中不同地點同時發(fā)生的兩個事件,在另一在另一個慣性系中觀察個慣性系中觀察_的的.也是同時也是同時相對相對不一定是同時不一定是同時相對運動相對運動相對相對靜止靜止3時間間隔的相對性時間間隔的相對性(1)經(jīng)典的時空觀經(jīng)典的時空觀:某兩個事件某兩個事件,在不同的慣性系中在不同的慣性系中觀察觀察,它們的時間間隔總是它們的時間間隔總是_的的.(2)相對論的時空觀相對論的時空觀:某兩個事件某兩個事件,在
5、不同的慣性參在不同的慣性參考系中觀察考系中觀察,它們的時間間隔是它們的時間間隔是_的的.相同相同不同不同4相對論時空觀相對論時空觀(1)經(jīng)典時空觀經(jīng)典時空觀:空間和時間是脫離物質(zhì)存在的空間和時間是脫離物質(zhì)存在的,是是_的的,空間和時間之間也是空間和時間之間也是_聯(lián)系的聯(lián)系的.(2)相對論時空觀相對論時空觀:空間和時間與物質(zhì)的空間和時間與物質(zhì)的_有關(guān)有關(guān)絕對絕對沒有沒有運動狀態(tài)運動狀態(tài)核心要點突破核心要點突破一、兩種時空觀的主要區(qū)別一、兩種時空觀的主要區(qū)別1實驗基礎(chǔ)不同實驗基礎(chǔ)不同我們通過生活經(jīng)驗我們通過生活經(jīng)驗,通過對周圍世界的觀察最容易通過對周圍世界的觀察最容易接受的是經(jīng)典時空觀接受的是經(jīng)典
6、時空觀(又叫絕對時空觀又叫絕對時空觀),因為經(jīng)典時因為經(jīng)典時空觀是以空觀是以vc的低速運動下的實驗為基礎(chǔ)建立的的低速運動下的實驗為基礎(chǔ)建立的,而相對論時空觀建立在光速不變實驗基礎(chǔ)上而相對論時空觀建立在光速不變實驗基礎(chǔ)上,在高在高速運動的情形中速運動的情形中,相對論效應(yīng)才會明顯相對論效應(yīng)才會明顯,由于缺少高由于缺少高速運動中的生活經(jīng)驗速運動中的生活經(jīng)驗,初學者難以接受初學者難以接受.2對時間、空間與物質(zhì)的聯(lián)系性認識不同對時間、空間與物質(zhì)的聯(lián)系性認識不同(1)經(jīng)典時空觀認為時間均勻流逝，與物質(zhì)無關(guān)；經(jīng)典時空觀認為時間均勻流逝，與物質(zhì)無關(guān)；空間是物質(zhì)運動的場所，空間本身不受物質(zhì)運動空間是物質(zhì)運動的場
7、所，空間本身不受物質(zhì)運動狀態(tài)的影響；同時空間與時間也是沒有聯(lián)系狀態(tài)的影響；同時空間與時間也是沒有聯(lián)系的總之一句話，時間、空間都是絕對的，不同的總之一句話，時間、空間都是絕對的，不同參考系中觀察同一物理過程時間是相同的，觀察參考系中觀察同一物理過程時間是相同的，觀察同一物體長度是相同的同一物體長度是相同的(2)相對論時空觀認為物理過程的快慢與物體的相對論時空觀認為物理過程的快慢與物體的運動狀態(tài)有關(guān)，運動物體的長度也跟物體的運動運動狀態(tài)有關(guān)，運動物體的長度也跟物體的運動狀態(tài)有關(guān)換句話說，不同參考系中觀察同一物狀態(tài)有關(guān)換句話說，不同參考系中觀察同一物理過程時間可能不同，觀察同一物體長度可能不理過程時
8、間可能不同，觀察同一物體長度可能不同空間和時間與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關(guān)同時，同空間和時間與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關(guān)同時，時間和空間也是有聯(lián)系的時間和空間也是有聯(lián)系的. 3經(jīng)典時空觀的價值經(jīng)典時空觀的價值經(jīng)典時空觀建立在實驗的基礎(chǔ)上，它的結(jié)論又受經(jīng)典時空觀建立在實驗的基礎(chǔ)上，它的結(jié)論又受到無數(shù)次實踐的檢驗雖然相對論時空觀更具有到無數(shù)次實踐的檢驗雖然相對論時空觀更具有普遍性，但是經(jīng)典時空觀在低速運動時所得出的普遍性，但是經(jīng)典時空觀在低速運動時所得出的結(jié)論與實驗事實符合的很好，由于宏觀物體的速結(jié)論與實驗事實符合的很好，由于宏觀物體的速度不可能接近光速，所以經(jīng)典時空觀仍有存在的度不可能接近光速，所以經(jīng)典時空觀仍
9、有存在的價值價值即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破即時突破,小試牛刀小試牛刀)1.關(guān)于時間和空間關(guān)于時間和空間,在學習狹義相對論后我們應(yīng)認在學習狹義相對論后我們應(yīng)認識到識到()A.因為時間是絕對的因為時間是絕對的,所以我們在不同的參考系中所以我們在不同的參考系中觀察到的時間進程都是相同的觀察到的時間進程都是相同的B.空間與時間之間是沒有聯(lián)系的空間與時間之間是沒有聯(lián)系的C.有物質(zhì)才有空間和時間有物質(zhì)才有空間和時間D.在一個確定的參考系中觀察在一個確定的參考系中觀察,運動物體的空間距運動物體的空間距離和時間進程跟物體的運動狀態(tài)有關(guān)離和時間進程跟物體的運動狀態(tài)有關(guān)解析：解析：選選CD.經(jīng)典物理學認為空間和時
10、間是脫離經(jīng)典物理學認為空間和時間是脫離物質(zhì)存在的，是絕對的，空間與時間之間也是沒物質(zhì)存在的，是絕對的，空間與時間之間也是沒有聯(lián)系的，在相對論力學中，時間和空間是和物有聯(lián)系的，在相對論力學中，時間和空間是和物質(zhì)的運動相聯(lián)系的只有在物質(zhì)存在時才有空間質(zhì)的運動相聯(lián)系的只有在物質(zhì)存在時才有空間和時間的概念，時間和空間是相互聯(lián)系且是相對和時間的概念，時間和空間是相互聯(lián)系且是相對的的二、對狹義相對論幾個主要結(jié)論的理解二、對狹義相對論幾個主要結(jié)論的理解1幾個主要結(jié)論幾個主要結(jié)論相對事件發(fā)生地或相對事件發(fā)生地或物體靜止的參考系物體靜止的參考系中觀察中觀察相對事件發(fā)生地或相對事件發(fā)生地或物體運動的參考系物體運動
11、的參考系中觀察中觀察同同時的時的相對相對性性事件同時但不同地事件同時但不同地點發(fā)生點發(fā)生事件不同時發(fā)生事件不同時發(fā)生2.幾個結(jié)論的理解要點幾個結(jié)論的理解要點(1)時間間隔，長度的變化，都是由于物質(zhì)的相時間間隔，長度的變化，都是由于物質(zhì)的相對運動引起的一種觀測效應(yīng)，它與所選取的參考對運動引起的一種觀測效應(yīng)，它與所選取的參考系有關(guān)，物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)并沒有變化系有關(guān)，物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)并沒有變化(2)兩個事件的時間間隔和物體的長度，必須與兩個事件的時間間隔和物體的長度，必須與所選取的參考系相聯(lián)系，如果在沒有選取參考系所選取的參考系相聯(lián)系，如果在沒有選取參考系的情況下討論時間的長短及空間的尺寸，是沒有的情況
12、下討論時間的長短及空間的尺寸，是沒有任何意義的任何意義的特別提醒特別提醒:以上結(jié)論是狹義相對論的必然結(jié)論以上結(jié)論是狹義相對論的必然結(jié)論,而而狹義相對論的正確性已被實驗證實狹義相對論的正確性已被實驗證實,所以以上結(jié)所以以上結(jié)論是高速世界中必然發(fā)生的現(xiàn)象論是高速世界中必然發(fā)生的現(xiàn)象,是客觀存在的是客觀存在的事實事實,絕不是人的主觀臆造絕不是人的主觀臆造,之所以人們平常觀察之所以人們平常觀察不到這些現(xiàn)象不到這些現(xiàn)象,是因為我們生活在低速運動的世是因為我們生活在低速運動的世界里界里即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2下列對時空觀的認識，正確的是下列對時空觀的認識，正確的是()A以
13、牛頓力學為基礎(chǔ)的經(jīng)典時空觀，是完全錯誤以牛頓力學為基礎(chǔ)的經(jīng)典時空觀，是完全錯誤的，無任何實用價值的，無任何實用價值B選擇不同參考系，光速大小是不同的選擇不同參考系，光速大小是不同的C假若將一走時準確的時鐘，放在噴氣式飛機上假若將一走時準確的時鐘，放在噴氣式飛機上做環(huán)球飛行，一段時間后，該時鐘的讀數(shù)將小于做環(huán)球飛行，一段時間后，該時鐘的讀數(shù)將小于地面上的基準鐘的讀數(shù)地面上的基準鐘的讀數(shù)D一把尺子的長度無論你如何測量，其結(jié)果都是一把尺子的長度無論你如何測量，其結(jié)果都是不變的不變的解析：解析：選選C.在物體低速運動時和在宏觀世界里，在物體低速運動時和在宏觀世界里，牛頓運動定律是適用的，牛頓運動定律是
14、適用的，A錯誤；根據(jù)狹義相對錯誤；根據(jù)狹義相對論結(jié)論可知論結(jié)論可知C正確，正確，B、D錯誤故本題應(yīng)選錯誤故本題應(yīng)選C.課堂互動講練課堂互動講練光速不變原理光速不變原理設(shè)某人在速度為設(shè)某人在速度為0.5c的飛船上打開一個光源的飛船上打開一個光源,則下列說法正確的是則下列說法正確的是()A.飛船正前方地面上的觀察者看到這一光速為飛船正前方地面上的觀察者看到這一光速為1.5cB.飛船正后方地面上的觀察者看到這一光速為飛船正后方地面上的觀察者看到這一光速為0.5cC.在垂直飛船前進方向地面上的觀察者看到這一光速是在垂直飛船前進方向地面上的觀察者看到這一光速是cD.在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是
15、在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是c【精講精析精講精析】根據(jù)狹義相對論的根據(jù)狹義相對論的“光速不變原理光速不變原理”可知可知,真空中的光速在不同的慣性系中都是相同的真空中的光速在不同的慣性系中都是相同的,所以真空中的光速相對于火箭的速度為所以真空中的光速相對于火箭的速度為c，相對于，相對于地面的速度也為地面的速度也為c.【答案答案】CD【易誤警示易誤警示】本題易誤選本題易誤選A、B.是因為按經(jīng)典力是因為按經(jīng)典力學的相對性原理可以得出學的相對性原理可以得出A、B正確正確,而這一結(jié)論是而這一結(jié)論是錯誤的錯誤的,與狹義相對論中的光速不變原理相矛盾與狹義相對論中的光速不變原理相矛盾.(2011年高
16、考江蘇單科卷年高考江蘇單科卷)如圖如圖1511所示所示,沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和和C.假假想有一列車沿想有一列車沿AC方向以接近光速行駛方向以接近光速行駛,當鐵塔當鐵塔B發(fā)發(fā)出一個閃光出一個閃光,列車上的觀測者測得列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照兩鐵塔被照亮的順序是亮的順序是()同時的相對性同時的相對性圖圖1511A同時被照亮同時被照亮BA先被照亮先被照亮CC先被照亮先被照亮D無法判斷無法判斷【答案】【答案】C 人馬星座人馬星座星是離太陽系最近的恒星星是離太陽系最近的恒星,它距地它距地球球4.31016m,設(shè)有一宇宙飛船往返于地球與人馬設(shè)有一宇
17、宙飛船往返于地球與人馬星座星座星之間星之間,設(shè)宇宙飛船的速度為設(shè)宇宙飛船的速度為0.999c,按地球按地球上的時鐘計算上的時鐘計算,往返一次需多長時間往返一次需多長時間?若以飛船上的若以飛船上的時鐘計算時鐘計算,往返一次的時間又為多少往返一次的時間又為多少?(取取1位有效數(shù)位有效數(shù)字字)時間間隔的相對性時間間隔的相對性【答案答案】9年年0.4年年【方法總結(jié)方法總結(jié)】狹義相對論的幾個結(jié)論是這一章狹義相對論的幾個結(jié)論是這一章的重要內(nèi)容，在對這些結(jié)論或公式用于分析和計的重要內(nèi)容，在對這些結(jié)論或公式用于分析和計算時，要注意理解其中各量的意義，切記不可盲算時，要注意理解其中各量的意義，切記不可盲目亂套公式目亂套公式長度的相對性長度的相對性(2011年衡陽模擬年衡陽模擬)在地面上有一長在地面上有一長100m的的跑道跑道,運動員從起點跑到終點運動員從起點跑到終點,用時用時10s,現(xiàn)從以現(xiàn)從以0.8c的速度沿跑道向前飛行的飛船中觀察的速度沿跑道向前飛行的飛船中觀察,跑道有多長跑道有多長?【答案答案】60m本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束點此進入課件目錄點此進入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用
高中物理 第15章 第二節(jié) 時間和空間的相對性課件 新人教版選修34
