第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性 (强基课逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 1.知道牛顿力学的局限性,体会人类对自然界的探索是不断深入的。 2.初步了解相对论时空观。 学考层级 1.知道牛顿力学只适用于低速、宏观物体的运动。 2.知道相对论、量子力学有助于人类认识高速、微观领域。 3.知道爱因斯坦的两个假设。 4.知道时间延缓效应和长度收缩效应。 选考层级 1.了解爱因斯坦的两个假设,知道牛顿力学的局限性。 2.能对时间延缓效应和长度收缩效应问题进行分析。 逐点清(一) 相对论时空观 [多维度理解] 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 的存在,并证明电磁波的传播速度等于 。1887年的迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明:在不同的参考系中,光的传播速度都是 的。 2.绝对时空观:时间与空间都是独立于物体及其 而存在的,也叫牛顿力学时空观。 3.爱因斯坦的假设 (1)在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是 的。 (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是 的。 4.惯性系和非惯性系 (1)牛顿运动定律能够成立的参考系为惯性系,相对于这个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。 (2)牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系。 5.时间延缓效应:Δt= 。 6.长度收缩效应:l= 。 7.相对论时空观:运动物体的长度(空间距离)和物理过程的快慢(时间进程)都跟物体的 有关。 8.相对论时空观与经典力学的比较 项目 经典力学 相对论时空观 “同时”的 相对性 如果两个事件在一个参考系中是同时的,在另一个参考系中一定也是同时的 在一个参考系中不同地点同时发生的两个事件,在另一个参考系中不一定是同时的 时间间隔 的相对性 某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们的时间间隔总是相同的 某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们的时间间隔是不相同的 长度的 相对性 一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同 “长度”也具有相对性,一根沿自身长度方向运动的杆,其长度总比静止时的小 [全方位练明] 1.1905年爱因斯坦提出了狭义相对论,狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的,这两条基本假设是 ( ) A.同时的绝对性与同时的相对性 B.运动的时钟变慢与运动的尺子缩短 C.时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性 D.相对性原理与光速不变原理 2.(2023·广东1月学考)地面上的观察者测得真空中的光速为v1,在匀速直线运动的列车内,观察者测得真空中的光速为v2,根据狭义相对论,下列判断正确的是 ( ) A.v1>v2 B.v1
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