课件19张PPT。第5章 科学进步无止境 第1节 初识相对论 一、经典力学时空观 1.空间是与_____无关的而永远相同和不动的 (所谓绝对的空间)。 2.时间自身在流逝着,而且由于其本性而_____地与 _____无关地流逝着(所谓绝对时间)。?外界任何事物均匀任何其他外界事物3.空间和时间是_____、_____的。 4.伽利略相对性原理 (1)惯性系:在经典力学中,_____的参考 系,就叫作惯性系。相对于一个惯性系做匀速直线运动 的另一个参考系,是_____。 (2)伽利略相对性原理:在不同的惯性系中,_____ _____都是相同的。即各个惯性系都是等价的。相互独立互不干扰牛顿运动定律成立惯性系一切力学规律二、两个基本原理 1.相对性原理: 所有物理规律在一切_____中都具有相同的形 式。惯性参考系2.光速不变原理: 在一切惯性参考系中,测量到的_____都一 样。 由这两条假设所建立的理论叫作狭义相对论。 真空中的光速c认识两个基本原理及其应用 两个基本原理 (1)相对性原理:表明在任何惯性系中研究某个物体的某一运动过程,其运动规律的形式不变。 (2)光速不变原理:表明经典时空观与相对论时空观的不同,比较如下:【典例示范】 半人马星座α星是离太阳系最近的恒星,它距地球为4.3×1016 m。设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间。若宇宙飞船的速率为0.999c,按地球上时钟计算,飞船往返一次需要时间为_____s。 ?【解析】由于题中恒星与地球的距离s和宇宙飞船的速 度v均是地球上的观察者测量的,故飞船往返一次,地球 时钟所测时间间隔Δt= =2.87×108 s。 答案:2.87×108 【素养训练】1.如图所示,沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是 ( ) A.同时被照亮 B.A先被照亮 C.C先被照亮 D.无法判断【解析】选C。列车上的观测者看到的是由B发出后经过A和C反射的光,由于列车在这段时间内靠近C,而远离A,所以C的反射光先到达列车上的观测者,看到C先被照亮,故只有C正确。2.一支静止时长l的火箭以v的速度从观察者的身边飞过。火箭上的人测得火箭的长度应为_____。 (物理观念)? 【解析】火箭上的人测得的火箭长度与火箭静止时测得的长度相同,即为l。 答案:l【补偿训练】 下列说法错误的是 ( ) A.物理基本规律在所有惯性系中都是等价的 B.在真空中,光的速度与光源的运动状态无关 C.在惯性系和非惯性系中光都是沿直线传播的 D.在所有惯性系中,光在真空中沿任何方向传播的速度都相同【解析】选C。根据相对性原理可知,物理规律在所有惯性系中都是等价的,A正确;根据光速不变原理可知,B、D正确;根据爱因斯坦的广义相对论可知C错误。【拓展例题】考查内容:两种时空观的发展史 【典例】(多选)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是 ( )A.牛顿发现了万有引力定律 B.牛顿通过实验证实了万有引力定律 C.相对论的创立表明经典力学已不再适用 D.爱因斯坦建立了狭义相对论,把物理学推广到高速领域 【解析】选A、D。万有引力定律是牛顿发现的,但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的,A对,B错;相对论并没有否定经典力学,经典力学对于低速、宏观物体的运动仍适用,C错;狭义相对论的建立,是人类取得的重大成就,从而把物理学推广到高速领域,D对。【课堂回眸】 ... ...
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