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课件网) 第5章 科学进步无止境 第1节 初识相对论 一、时空观 1.绝对的时空观:_____认为:绝对的时间自身在流逝着, 因其本性而在均匀地、与任何外界___关地流逝着;绝对 的空间就其本性而言,与外界任何事物___关,永远是 _____的和不动的。时间和空间与物质及其运动___关, 并且时间和空间是完全_____的。 牛顿 无 无 相同 无 独立 2.相对的时空观:_____认为:绝对的时间和空间是 不存在的,时间、空间与物质及其运动都有着密切的联 系。 爱因斯坦 二、相对论产生的背景 1.伽利略和_____等人创立经典力学体系,到19世纪末已 发展成为一个包括力、电、光、热等分支的完整经典 物理学体系。 牛顿 2.1900年英国物理学家开尔文宣告:物理科学大厦已经 建成,在晴朗的天空远处有两朵“乌云”。第一朵“乌 云”引发了爱因斯坦_____的产生,第二朵“乌云”引 发了_____的产生。 相对论 量子论 3.“以太”说: (1)人们认为光在太空中传播(即在真空条件下)是通过 一种介质,这种介质就被命名为“_____”。 (2)1887年物理学家迈克尔孙和莫雷以无可辩驳的实验 事实_____(选填“肯定”或“否定”)了争论很久的 “以太”说,为物理学冲破传统经典物理学的束缚创造 了极为重要的条件。 以太 否定 二、相对论的诞生 1.经典的相对性原理: 在以速度v1水平行驶的汽车上,有人相对于汽车以速度 v2将一物体水平抛出。在静止在路边的观察者看来,若 物体抛出后与汽车同向,则物体速度为_____;若反向则 物体的速度为_____。 v1+v2 v1-v2 2.狭义相对论的两个基本假设: (1)实验基础:不论光源与观测者做怎样的相对运动,光 速都是_____。 (2)两个基本假设: ①在不同的_____参考系中,一切_____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_____的。 一样的 惯性 相同 物理 3.下列说法中正确的是_____。 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。 ④在一个惯性系内进行任何力学实验都不能判断它是 否在相对另一个惯性系做匀速直线运动。 ①②④ ⑤在狭义相对论时空观中空间和时间与物质的运动状态无关。 主题 两个基本原理及其应用 【科技情境】 如图中两个坐标系,坐标系O和坐标系O′。 【问题探究】 (1)如图所示,参考系O′相对于参考系O静止时,在经典时空观中,人测得的光速应是多少 提示:根据速度合成法则,人测得的光速应是c。 (2)参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动,在经典时空观中,人测得的光速应是多少 提示:人测得的光速是c+v。 (3)参考系O′相对于参考系O以速度v向左运动,在经典时空观中人测得的光速又是多少 提示:人测得的光速是c-v。 (4)根据爱因斯坦在1905年提的两个假设,上述三种情况下,测得的光速是多少 提示:光速不变原理表明:在一切惯性系中观测真空中传播的光,其传播速度均为c,与光源或观察者的运动无关。 【结论生成】 1.时间和空间的相对性(物理观念) (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.惯性系和非惯性系(物理观念) (1)惯性系:牛顿运动定律能够成立的参考系称为惯性参考系。相对于这个参考系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性参考系。 (2)非惯性系:牛顿运动定律不能成立的参考系称为非惯性参考系。例如:我们坐在加速的车厢里,以车厢为参考系观察路边的树木、房屋向后方加速运动,根据牛顿第二定律,房屋和树木应该受到不为零的合力作用,但事实上没有,也就是 ... ...
