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课件网) 第二节 相对论时空观 第三节 宇宙起源和演化 第五章 牛顿力学的局限性与相对论初步 1.知道爱因斯坦狭义相对论的两条假设。 2.了解时间延缓和长度收缩效应、时空弯曲。 3.学习宇宙起源和演化。 学习目标 目 录 CONTENTS 知识点 01 随堂对点自测 02 知识点 1 知识点二 时空相对性 时空弯曲 知识点一 狭义相对论的基本假设 知识点三 宇宙起源和演化 知识点一 狭义相对论的基本假设 科学家爱因斯坦提出了认知宇宙的全新理论，他为我们展现了一个更加奇妙的宇宙，那里不仅有着多维时空，而且还拥有着虫洞和弯曲时空。你知道这是什么理论吗？ 提示 相对论 1.狭义相对论的基本假设 (1)相对性原理：在所有的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。 (2)光速不变原理：在所有的惯性参考系中，测得的真空中的光速都相同。 2.牛顿力学与狭义相对论比较 比较项目 牛顿力学 狭义相对论 形成时期 物理学形成的初期阶段，理论较片面 物理学充分发展的现代，理论较完善、科学 适用范围 低速运动、宏观世界 任何情况都适用 速度的合成 时间与空间互不相干 速度与位移、时间的测量有关 BD 例1 (多选)对狭义相对论的理解正确的是( ) A.在不同惯性系中，基本的物理规律可能是不同的 B.在不同惯性系中，光在真空中的传播速度均相同 C.狭义相对论适合于任何惯性系即适合于一切物体 D.狭义相对论只涉及惯性系 解析 根据相对论的观点，在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的，A错误；在一切惯性系中，光在真空中的传播速度都相等，B正确；狭义相对论只涉及惯性系，C错误，D正确。 知识点二 时空相对性 时空弯曲 (1)一对孪生兄弟，其中一个在做了长时间的宇宙旅行之后归来，发现留在地球上的兄弟变得比自己要老———这就是爱因斯坦相对论中的“孪生子悖论”。这说明地球上的人在观测高速运动的物体时，时间发生了什么变化？ (2)一个球体相对于我们加速运动时，其高度不变，但我们观测到其长度发生了变化，试总结其变化规律。 提示 (1)时间变慢了 (2)速度越大，长度越短 1.同时性的相对性：在一个惯性参考系中同时发生的两个事件，在另一个惯性参考系看来是_____。 2.时间延缓 (1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观测，它们的时间间隔总是_____的。 不同时的 相同 3.长度收缩 (1)经典的时空观：一个物体的长度不会因为观测者是否与物体做_____而不同。 相对运动 缩短 4.时间弯曲 (1)根据广义相对论，物体的引力场会使光线_____，引力场越____，光线弯曲越厉害。 (2)引力场的存在，也会使时间发生弯曲。例如，在大质量天体的强引力场附近,时间进程会_____。 (3)物体决定时空的_____，_____决定物质的运动。 弯曲 强 变慢 弯曲 时空 【思考】 经典时空观认为时间、空间是脱离物质而存在的。相对论则认为有物质才有时间和空间。“尺缩钟慢”效应说明哪种说法才是正确的。 提示 相对论时空观才是正确的。 例2 A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，vA>vB，在地面上的人观察到的结果正确的是( ) A.火箭A上的时钟走得最快 B.地面上的时钟走得最快 C.火箭B上的时钟走得最快 D.火箭B上的时钟走得最慢 B 例3 一艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是( ) A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c B 狭义相对论有两个显著的效应，即时间延缓和长度收缩。可以通俗地理解为：运动的钟比静止的钟走得慢，而且运动速度越快，钟走得越慢，这 ... ...
