7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（学生版+教师版）2024-2025学年高一物理培优辅导讲义（人教版2019必修第二册）

中小学教育资源及组卷应用平台 第7.5节　相对论时空观与牛顿力学的局限性 学习目标　 1.感受牛顿力学在高速世界与事实的矛盾，知道牛顿力学只适用于低速、宏观物体的运动。 2.知道爱因斯坦狭义相对论的基本假设，知道长度相对性和时间间隔相对性的表达式。 3.关注宇宙起源和演化的研究进展。 知识点一　相对论时空观 如图，在高速运行的列车车厢的顶部有一个反光镜，列车上一个人对着反光镜发射一束光。 思考：列车上的人和地面上的人观察到的光的往返时间是否相同？ 提示　不同 1.电磁波与光速 英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度等于光速c。1887年的迈克耳孙—莫雷实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的。 2.爱因斯坦假设 (1)在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的。 (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。 3.时间延缓效应 如果相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体完成这个动作的时间间隔为Δt，那么两者之间的关系是Δt＝ 由于1－<1，所以总有Δt>Δτ，此种情况称为时间延缓效应。 4.长度收缩效应 如果与杆相对静止的人测得杆长是l0，沿着杆的方向，以v相对杆运动的人测得杆长是l，那么两者之间的关系是l＝l0 由于1－<1，所以总有l