第1～3节 初识相对论 相对论中的神奇时空 探索宇宙的奥秘 (强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 1.初步了解相对性原理和光速不变原理。2.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。3.初步了解相对论时空观。4.关注宇宙起源和演化的研究进展。 学考层级 1.初步了解相对论时空观的内涵,尝试建立初步的相对论时空观。2.初步了解宇宙起源与演化的研究进展,能运用与相对论相关的初步知识解释高速世界的一些特点。 选考层级 1.知道研究高速世界需要构建物理模型;知道科学推理与大胆想象的重要性;知道创新对科学进步的重要意义。2.能用与狭义相对论相关的证据尝试说明高速世界的一些特点。 逐点清(一) 初识相对论 [多维度理解] 1．迈克尔孙—莫雷实验 (1)经典物理学家曾认为，“以太”是光波的_____，这种介质绝对静止、密度极小、硬度极大、完全透明，充满宇宙空间，渗透于一切物体。 (2)迈克尔孙—莫雷实验证明了光速是不变的，这与传统的速度合成法则是矛盾的。 2．狭义相对论的两个基本假设 (1)相对性原理：所有_____在一切惯性参考系中都具有相同的形式。 (2)光速不变原理：在一切惯性参考系中，测量到的_____的_____都一样(c＝3×108 m/s)。 [微点拨] 1．经典时空观 经典时空观又叫绝对时空观，认为绝对的时间自身在流逝着，因其本性而在均匀地、与任何外界无关地流逝着；绝对的空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关的，永远是相同和不动的。时间和空间与物质及其运动无关，并且时间和空间是完全独立的。 2．相对论时空观 狭义相对论中的两个基本假设包含了不同于经典力学的新时空观，即相对论时空观，这种时空观认为绝对的时间和绝对的空间是不存在的，时间、空间与物质及其运动都有密切的联系；同时，时间和空间之间也有着紧密的联系。 [全方位练明] 1．判断下列说法是否正确。 (1)经典的物理学中，速度的合成与分解应用平行四边形定则。( ) (2)光的传播介质是“以太”。( ) (3)按照狭义相对论，一切惯性系中，测得真空中的光速都相同。( ) 2．经典力学的基础是牛顿运动定律，但它也有自己的局限性，以下说法正确的是( ) A．经典力学适用于研究接近光速运行的物体的规律 B．经典力学一般不适用于微观粒子 C．经典力学和相对论是完全对立的 D．研究在高速公路上行驶的汽车的运动规律不适用牛顿运动定律 3．(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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