高中物理 第十五章 相對(duì)論簡(jiǎn)介 第1節(jié) 相對(duì)論的誕生 第2節(jié) 時(shí)間和空間的相對(duì)性課件 新人教版選修34

《高中物理 第十五章 相對(duì)論簡(jiǎn)介 第1節(jié) 相對(duì)論的誕生 第2節(jié) 時(shí)間和空間的相對(duì)性課件 新人教版選修34》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第十五章 相對(duì)論簡(jiǎn)介 第1節(jié) 相對(duì)論的誕生 第2節(jié) 時(shí)間和空間的相對(duì)性課件 新人教版選修34（27頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第十十五五章章第第1、2節(jié)節(jié)新知預(yù)新知預(yù)習(xí)習(xí)巧設(shè)計(jì)巧設(shè)計(jì)名師課名師課堂堂一點(diǎn)通一點(diǎn)通創(chuàng)新演創(chuàng)新演練練大沖關(guān)大沖關(guān) 隨堂檢測(cè)隨堂檢測(cè)歸納小結(jié)歸納小結(jié) 課下作業(yè)課下作業(yè)綜合提升綜合提升 要點(diǎn)一要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)二1知道經(jīng)典的相對(duì)性原理，知道狹義相知道經(jīng)典的相對(duì)性原理，知道狹義相 對(duì)論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和它的兩個(gè)基本假設(shè)。對(duì)論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和它的兩個(gè)基本假設(shè)。2知道狹義相對(duì)論的幾個(gè)主要結(jié)論。知道狹義相對(duì)論的幾個(gè)主要結(jié)論。3了解經(jīng)典時(shí)空觀與相對(duì)論時(shí)空觀的主了解經(jīng)典時(shí)空觀與相對(duì)論時(shí)空觀的主 要區(qū)別，體會(huì)相對(duì)論的建立對(duì)人類(lèi)認(rèn)要區(qū)別，體會(huì)相對(duì)論的建立對(duì)人類(lèi)認(rèn) 識(shí)世界的影響。識(shí)世界的影響。 1相對(duì)論的誕生相對(duì)論的誕生 (

2、1)經(jīng)典的相對(duì)性原理：經(jīng)典的相對(duì)性原理： 慣性系：慣性系： 定律能夠成立的參考系。相對(duì)一定律能夠成立的參考系。相對(duì)一個(gè)慣性系做個(gè)慣性系做 運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)參考系也是慣性系。運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)參考系也是慣性系。 伽利略相對(duì)性原理：伽利略相對(duì)性原理： 規(guī)律在任何規(guī)律在任何 系中都是系中都是相同的。相同的。牛頓運(yùn)動(dòng)牛頓運(yùn)動(dòng)勻速直線勻速直線力學(xué)力學(xué)慣性慣性 (2)狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)：狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)： 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：不論光源與觀測(cè)者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：不論光源與觀測(cè)者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是光速都是 。 兩個(gè)基本假設(shè)：兩個(gè)基本假設(shè)：一樣的一樣的狹義相對(duì)狹義相對(duì)性原理性原理在不同的在不同的 參

3、考系中，一切參考系中，一切 規(guī)律都是相規(guī)律都是相同的同的光速不光速不變?cè)碜冊(cè)碚婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是真空中的光速在不同的慣性參考系中都是 的的慣性慣性物理物理相同相同同時(shí)同時(shí)相對(duì)相對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)小小垂直垂直相同相同速度速度慢慢 (4)相對(duì)論時(shí)空觀：相對(duì)論時(shí)空觀： 經(jīng)典時(shí)空觀：空間和時(shí)間是脫離物質(zhì)存在的，是經(jīng)典時(shí)空觀：空間和時(shí)間是脫離物質(zhì)存在的，是 的，空間和時(shí)間之間也是的，空間和時(shí)間之間也是 聯(lián)系的。聯(lián)系的。 相對(duì)論時(shí)空觀：空間和時(shí)間與物質(zhì)的相對(duì)論時(shí)空觀：空間和時(shí)間與物質(zhì)的 有關(guān)。有關(guān)。 絕對(duì)絕對(duì)沒(méi)有沒(méi)有 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1小球小球A、B同時(shí)從離地面某高度自由下落，在絕對(duì)時(shí)

4、空觀同時(shí)從離地面某高度自由下落，在絕對(duì)時(shí)空觀 中，下列說(shuō)法中正確的有中，下列說(shuō)法中正確的有 ()A以地面為參考系，小球以地面為參考系，小球A、B都是做自由落體運(yùn)動(dòng)，都是做自由落體運(yùn)動(dòng)， 所以地面為慣性系所以地面為慣性系B以小球以小球A為參考系，小球?yàn)閰⒖枷?，小球B相對(duì)靜止，所以此時(shí)小球相對(duì)靜止，所以此時(shí)小球 A為慣性系為慣性系C以小球以小球B為參考系，小球?yàn)閰⒖枷?，小球A相對(duì)靜止，所以此時(shí)小球相對(duì)靜止，所以此時(shí)小球 B為非慣性系為非慣性系D.不管以誰(shuí)為參考系，參考系都是慣性系不管以誰(shuí)為參考系，參考系都是慣性系解析：解析：以地面為參考系，小球以地面為參考系，小球A、B僅受重力作用，做自?xún)H受重力作

5、用，做自由落體運(yùn)動(dòng)，符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，所以地面為慣性系，由落體運(yùn)動(dòng)，符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，所以地面為慣性系，A對(duì)；以任一小球?yàn)閰⒖枷担∏驅(qū)Γ灰匀我恍∏驗(yàn)閰⒖枷?，小球A、B也僅受重力作用，也僅受重力作用，但物體卻相對(duì)靜止，不符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，故此時(shí)小球但物體卻相對(duì)靜止，不符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，故此時(shí)小球?yàn)榉菓T性系，為非慣性系，B、D錯(cuò)，錯(cuò)，C對(duì)。對(duì)。答案：答案：AC2設(shè)某人在速度為設(shè)某人在速度為0.5c的飛船上，打開(kāi)一個(gè)光源，則下列說(shuō)的飛船上，打開(kāi)一個(gè)光源，則下列說(shuō) 法正確的是法正確的是 ()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

6、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(jìn)方向的地面上的觀察者看到這一光速在垂直飛船前進(jìn)方向的地面上的觀察者看到這一光速 是是cD在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是c解析：解析：根據(jù)光速不變?cè)砜芍鶕?jù)光速不變?cè)砜芍狢、D正確。正確。答案：答案：CD3下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀，正確的是下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀，正確的是 ()A在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，同時(shí)是絕對(duì)的，即在一個(gè)在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，同時(shí)是絕對(duì)的，即在一個(gè) 參考系中的觀察者在某一時(shí)刻觀察到的兩個(gè)事件，參考系中的觀察者在某一時(shí)刻觀察到的兩個(gè)事件， 對(duì)另一參考系

7、中的觀察者來(lái)說(shuō)也是同時(shí)發(fā)生的對(duì)另一參考系中的觀察者來(lái)說(shuō)也是同時(shí)發(fā)生的B在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，時(shí)間間隔是絕對(duì)的，即任在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，時(shí)間間隔是絕對(duì)的，即任 何事件何事件(或物體的運(yùn)動(dòng)或物體的運(yùn)動(dòng))所經(jīng)歷的時(shí)間，在不同的參所經(jīng)歷的時(shí)間，在不同的參 考系中測(cè)量都是相同的，而與參考系的選取無(wú)關(guān)考系中測(cè)量都是相同的，而與參考系的選取無(wú)關(guān)C在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，空間距離是絕對(duì)的，即如在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，空間距離是絕對(duì)的，即如 果各個(gè)參考系中用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)相同，那么空果各個(gè)參考系中用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)相同，那么空 間兩點(diǎn)距離是絕對(duì)的、不變的量值，而與參考系選間兩點(diǎn)距離是絕對(duì)的、不變的量值，而與參考

8、系選 取無(wú)關(guān)取無(wú)關(guān)D經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀就是一個(gè)相對(duì)的時(shí)空觀，時(shí)間和經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀就是一個(gè)相對(duì)的時(shí)空觀，時(shí)間和 空間均與物體的運(yùn)動(dòng)有關(guān)空間均與物體的運(yùn)動(dòng)有關(guān)解析：解析：經(jīng)典的時(shí)空觀認(rèn)為，時(shí)間、空間均是絕對(duì)的，與物經(jīng)典的時(shí)空觀認(rèn)為，時(shí)間、空間均是絕對(duì)的，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。同時(shí)也是絕對(duì)的，即在一個(gè)參考系中體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。同時(shí)也是絕對(duì)的，即在一個(gè)參考系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在不同參考系中觀察也是同時(shí)發(fā)生同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在不同參考系中觀察也是同時(shí)發(fā)生的，故的，故A、B、C均正確錯(cuò)誤，均正確錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案：答案：ABC 1慣性系和非慣性系慣性系和非慣性系 牛頓運(yùn)動(dòng)定律能夠成立的參考系，

9、相對(duì)于這個(gè)慣性系牛頓運(yùn)動(dòng)定律能夠成立的參考系，相對(duì)于這個(gè)慣性系做勻速直線運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)參考系也是慣性系。做勻速直線運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)參考系也是慣性系。牛頓運(yùn)動(dòng)定律不成立的參考系稱(chēng)為非慣性系。牛頓運(yùn)動(dòng)定律不成立的參考系稱(chēng)為非慣性系。 2伽利略相對(duì)性原理伽利略相對(duì)性原理 力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的，即任何慣性參力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的，即任何慣性參考系都是平權(quán)的?？枷刀际瞧綑?quán)的。 3相對(duì)性原理與電磁規(guī)律相對(duì)性原理與電磁規(guī)律 根據(jù)麥克斯韋的電磁理論，真空中的光速在任何慣根據(jù)麥克斯韋的電磁理論，真空中的光速在任何慣性系中都是一個(gè)常量，但是按照伽利略的相對(duì)性原理，性系中都是一個(gè)常量，但是按照伽利略

10、的相對(duì)性原理，在不同慣性系中的光速應(yīng)是各不相同的。邁克耳孫在不同慣性系中的光速應(yīng)是各不相同的。邁克耳孫莫莫雷實(shí)驗(yàn)證明：不論光源和觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光雷實(shí)驗(yàn)證明：不論光源和觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是相同的。速都是相同的。 4邁克耳孫邁克耳孫莫雷實(shí)驗(yàn)?zāi)讓?shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)背景：實(shí)驗(yàn)背景： 根據(jù)麥克斯韋的電磁理論可以直接得到真空中電磁波的根據(jù)麥克斯韋的電磁理論可以直接得到真空中電磁波的速度，并不需要初始條件，也就是說(shuō)，速度，并不需要初始條件，也就是說(shuō)，“電磁波的速度是電磁波的速度是c”，這本身就是電磁規(guī)律的一部分，而不是電磁規(guī)律應(yīng)用于某個(gè)這本身就是電磁規(guī)律的一部分，而不是電磁規(guī)律應(yīng)用于某個(gè)

11、具體事物的結(jié)論。于是，問(wèn)題出現(xiàn)了：麥克斯韋的電磁理論具體事物的結(jié)論。于是，問(wèn)題出現(xiàn)了：麥克斯韋的電磁理論相對(duì)哪個(gè)參考系成立？如果它相對(duì)參考系相對(duì)哪個(gè)參考系成立？如果它相對(duì)參考系S是正確的，另外還是正確的，另外還有一個(gè)參考系有一個(gè)參考系S，S相對(duì)于相對(duì)于S以速度以速度v運(yùn)動(dòng)，那么光相對(duì)于運(yùn)動(dòng)，那么光相對(duì)于S的的速度應(yīng)該是速度應(yīng)該是(cv)而不是而不是c，好像電磁規(guī)律不是對(duì)任何慣性系，好像電磁規(guī)律不是對(duì)任何慣性系都一樣。都一樣。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 不論光源與觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是不論光源與觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的。一樣的。 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛狹義相對(duì)論認(rèn)為：光速狹義

12、相對(duì)論認(rèn)為：光速c是宇宙中的最是宇宙中的最大速度，實(shí)際物體無(wú)論怎樣加速，其速度只能接近而不大速度，實(shí)際物體無(wú)論怎樣加速，其速度只能接近而不能超越光速能超越光速c。 1屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的是：在不同的慣性系屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的是：在不同的慣性系中中 () A真空中光速不變真空中光速不變B時(shí)間間隔具有相對(duì)性時(shí)間間隔具有相對(duì)性 C物體的質(zhì)量不變物體的質(zhì)量不變 D物體的能量與質(zhì)量成正比物體的能量與質(zhì)量成正比 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解答本題的關(guān)鍵是牢記狹義相對(duì)論基本解答本題的關(guān)鍵是牢記狹義相對(duì)論基本假設(shè)，要與時(shí)間間隔的相對(duì)性、相對(duì)論質(zhì)量等區(qū)分開(kāi)來(lái)。假設(shè)，要與時(shí)間間隔的相對(duì)性、相對(duì)論質(zhì)量等區(qū)分開(kāi)來(lái)。 解

13、析解析狹義相對(duì)論基本假設(shè)為：一是在不同的慣性狹義相對(duì)論基本假設(shè)為：一是在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；二是真空中的光速參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；二是真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，即光速不變?cè)恚稍诓煌膽T性參考系中都是相同的，即光速不變?cè)?，由此可知此可知A屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)，故屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)，故A正確，正確，B、C、D錯(cuò)錯(cuò)誤。誤。 答案答案A 3理解要點(diǎn)理解要點(diǎn) (1)時(shí)間間隔、長(zhǎng)度的變化，都是由于物質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引時(shí)間間隔、長(zhǎng)度的變化，都是由于物質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的一種觀測(cè)效應(yīng)，它與所選取的參考系有關(guān)，物質(zhì)本身的結(jié)起的一種觀測(cè)效應(yīng)，它與所選取的

14、參考系有關(guān)，物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有變化。構(gòu)并沒(méi)有變化。 (2)兩個(gè)事件的時(shí)間間隔和物體的長(zhǎng)度，必須與所選取的參兩個(gè)事件的時(shí)間間隔和物體的長(zhǎng)度，必須與所選取的參考系相聯(lián)系，如果在沒(méi)有選取參考系的情況下討論時(shí)間的長(zhǎng)短考系相聯(lián)系，如果在沒(méi)有選取參考系的情況下討論時(shí)間的長(zhǎng)短及空間的尺寸，是沒(méi)有任何意義的。及空間的尺寸，是沒(méi)有任何意義的。 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛以上結(jié)論是狹義相對(duì)論的必然結(jié)論，而狹義以上結(jié)論是狹義相對(duì)論的必然結(jié)論，而狹義相對(duì)論的正確性已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，所以以上結(jié)論是高速世界中必相對(duì)論的正確性已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，所以以上結(jié)論是高速世界中必然發(fā)生的現(xiàn)象，是客觀存在的事實(shí)，絕不是人們的主觀臆造，然發(fā)生的現(xiàn)象，是

15、客觀存在的事實(shí)，絕不是人們的主觀臆造，人們之所以平常觀察不到這些現(xiàn)象，是因?yàn)槲覀兩钤诘退龠\(yùn)人們之所以平常觀察不到這些現(xiàn)象，是因?yàn)槲覀兩钤诘退龠\(yùn)動(dòng)的世界里。動(dòng)的世界里。 2長(zhǎng)度測(cè)量與被測(cè)物體相對(duì)于觀察者的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，長(zhǎng)度測(cè)量與被測(cè)物體相對(duì)于觀察者的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度縮短了。一艘宇宙飛船的船身長(zhǎng)度物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度縮短了。一艘宇宙飛船的船身長(zhǎng)度為為L(zhǎng)090 m，相對(duì)地面以，相對(duì)地面以v0.8c的速度在一觀測(cè)站的上的速度在一觀測(cè)站的上空飛過(guò)。空飛過(guò)。 (1)觀測(cè)站測(cè)得飛船的船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是觀測(cè)站測(cè)得飛船的船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少？多少？ (2)宇航員測(cè)得船身通過(guò)觀測(cè)站

16、的時(shí)間間隔是多少？宇航員測(cè)得船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少？ 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥在接近光速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，長(zhǎng)度的縮短在接近光速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，長(zhǎng)度的縮短效應(yīng)不能被忽略。效應(yīng)不能被忽略。 應(yīng)用相對(duì)論應(yīng)用相對(duì)論“效應(yīng)效應(yīng)”解題的一般步驟：解題的一般步驟： 首先，應(yīng)該通過(guò)審題確定研究對(duì)象及研究對(duì)象的首先，應(yīng)該通過(guò)審題確定研究對(duì)象及研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)速度。運(yùn)動(dòng)速度。 其次，明確求解的問(wèn)題，即明確求解靜止參考系其次，明確求解的問(wèn)題，即明確求解靜止參考系中的觀察結(jié)果，還是運(yùn)動(dòng)參考系中的觀察結(jié)果。中的觀察結(jié)果，還是運(yùn)動(dòng)參考系中的觀察結(jié)果。 最后，應(yīng)用最后，應(yīng)用“尺縮效應(yīng)公式尺縮效應(yīng)公式”或或“時(shí)間延緩效應(yīng)公式時(shí)間延緩效應(yīng)公式”進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。