(
课件网) 5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 学习任务一 相对论时空观 学习任务二 牛顿力学的成就与局限性 随堂巩固 备用习题 学习任务一 相对论时空观 ［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空： (1) 牛顿力学时空观(绝对时空观) ① 时间与空间都是独立于物体及其运动而_____的. ② 速度合成：若河水以相对于岸的速度
流动，河中的船以相对于水的速度
顺流而下，则船相对于岸的速度为_____. 存在 (2) 相对论时空观 ① 爱因斯坦两个假设 假设1：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是_____的. 假设2：真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是_____的. 相同 相同 ② 相对论的两个效应结论 结论1：时间延缓效应：如果相对于地面以
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
，地面上的人观察到该物体完成这个动作的时间间隔为
，那么两者之间的关系是_ _____，由于
，所以总有 _____. 结论2：长度收缩效应： 如果与杆相对静止的人测得杆长是
，沿着杆的方向，以
相对杆运动的人测得杆长是
，那么两者之间的关系是_ _____，由于
,所以总有_____. (3) 实验结论：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. 一样 ［物理观念］ 地球绕太阳公转的速度约为
，设在美国伊利诺伊州费米实验室的粒子加速器可以把电子加速到
倍光速的速度，请思考： (1) 地球的公转速度在狭义相对论中属于低速还是高速 被加速器加速后的电子的速度属于低速还是高速 [答案] 地球的公转速度属于低速，被加速器加速后的电子的速度属于高速. (2) 在地面上校准的两只钟，一只留在地面上，一只随宇宙飞船遨游太空，隔一段时间飞船返回地面时，两只钟显示的时间相同吗 [答案] 不相同. 例1 (多选)一枚火箭静止于地面时长为
，两个完全相同的时钟分别放在火箭内和地面上.火箭以速度
飞行，光速为
，下列判断正确的是( ) AD A.若
，则火箭上的观察者测得火箭的长度仍为
B.若
，则地面上的观察者测得火箭的长度仍为
C.若
，则火箭上的观察者认为地面上的时钟走得快 D.若
，则地面上的观察者认为火箭上的时钟走得慢 [解析] 一枚静止时长为
的火箭以
的速度飞行，根据相对论时空观可知，火箭上的观察者测得火箭的长度为
，故A正确；根据长度收缩效应知
，地面上的观察者测得火箭的长度为
，故B错误；根据时间延缓效应，运动的钟比静止的钟走得慢，而且运动速度越大，钟走得越慢，同时运动是相对的，火箭相对于地面上的人是运动的，地面上的人相对于火箭也是运动的，所以若
，则火箭上的观察者认为地面上的时钟走得慢，同时地面上的观察者认为火箭上的时钟走得慢，故C错误，D正确. 变式1 (多选)设某人在速度为
的飞船上打开一个光源，则下列说法正确的是( ) CD A.飞船正前方地面上的观察者观察这一光速为
B.飞船正后方地面上的观察者观察这一光速为
C.在垂直飞船前进方向地面上的观察者观察这一光速是
D.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是
[解析] 根据狭义相对论的“光速不变原理”可知，真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的，C、D正确. 变式2 [2024·浙江镇海中学月考]
、
、
是三个完全相同的时钟，
放在地面上，
、
分别放在以速度
和
朝同一方向飞行的两个火箭上，且
.地面上的观察者认为走得最快的时钟是( ) A A.
时钟 B.
< ... ... 