相對(duì)論簡(jiǎn)介1 相對(duì)論的誕生 課件

第十五章相對(duì)論簡(jiǎn)介1相對(duì)論的誕生學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道經(jīng)典的相對(duì)性原理,知道狹義相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和它的兩個(gè)基本假設(shè)。2.知道狹義相對(duì)論的幾個(gè)主要結(jié)論。一、經(jīng)典的相對(duì)性原理與狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)1.經(jīng)典的相對(duì)性原理:(1)慣性系:_________定律能夠成立的參考系。相對(duì)一個(gè)慣性系做_________運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)參考系也是慣性系。(2)伽利略相對(duì)性原理:_____規(guī)律在任何_____系中都是相同的。牛頓運(yùn)動(dòng)勻速直線力學(xué)慣性2.狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè):(1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ):不論光源與觀測(cè)者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng),光速都是_______。(2)兩個(gè)基本假設(shè):狹義相對(duì)性原理在不同的_____參考系中,一切_____規(guī)律都是相同的光速不變?cè)碚婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是_____的一樣的慣性物理相同【自我思悟】如何判斷一個(gè)參考系是慣性參考系還是非慣性參考系?提示:我們通常選大地是慣性參考系,相對(duì)于地面靜止或做勻速運(yùn)動(dòng)的物體都是慣性參考系;相對(duì)于地面做變速運(yùn)動(dòng)的物體都是非慣性參考系?！久^(qū)掃描】1.靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系是慣性系。2.研究力學(xué)問(wèn)題時(shí)可以選擇任何慣性系,表達(dá)式越簡(jiǎn)單越好。3.在經(jīng)典時(shí)空觀中空間和時(shí)間是絕對(duì)的,而在狹義相對(duì)論時(shí)空觀中空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。4.根據(jù)相對(duì)論中的假設(shè),光速是不變的。5.經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為空間與時(shí)間沒(méi)有聯(lián)系。一、經(jīng)典的相對(duì)性原理與狹義相對(duì)性原理對(duì)比分析1.慣性系和非慣性系:牛頓運(yùn)動(dòng)定律能夠成立的參考系為慣性系,相對(duì)于這個(gè)慣性系做勻速直線運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)參考系也是慣性系。牛頓運(yùn)動(dòng)定律不成立的參考系稱為非慣性系。2.伽利略相對(duì)性原理:力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的。3.相對(duì)性原理與電磁規(guī)律:根據(jù)麥克斯韋的電磁理論,真空中的光速在任何慣性系中都是一個(gè)常量,但是按照伽利略的相對(duì)性原理,在不同慣性系中的光速應(yīng)是各不相同的。邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)證明:不論光源與觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng),光速都是相同的。4.愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè):(1)在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的;(2)真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的?！疚⑺伎肌?1)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用條件是什么?提示:宏觀物體、低速運(yùn)動(dòng)和慣性參考系。(2)伽利略的相對(duì)性原理與狹義相對(duì)性原理有什么不同?提示:伽利略的相對(duì)性原理認(rèn)為力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中是相同的;狹義相對(duì)性原理認(rèn)為在不同慣性系中一切物理規(guī)律都是相同的。【題組通關(guān)】【示范題】(多選)(2014·日照高二檢測(cè))下列說(shuō)法中正確的是(

)A.研究鉛球的運(yùn)動(dòng),可以用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式B.研究電子的運(yùn)動(dòng)可用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式C.研究電子運(yùn)動(dòng)要用狹義相對(duì)性原理,研究鉛球運(yùn)動(dòng)可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律D.研究鉛球和電子的運(yùn)動(dòng)都要用牛頓運(yùn)動(dòng)定律【解題探究】(1)牛頓運(yùn)動(dòng)定律用來(lái)處理經(jīng)典物理學(xué)中的______、_____問(wèn)題。(2)電子的運(yùn)動(dòng)用___________原理來(lái)解決?！疽?guī)范解答】選A、C。以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)處理低速、宏觀物體的運(yùn)動(dòng)是相當(dāng)完美的,但對(duì)于高速、微觀的運(yùn)動(dòng)就無(wú)能為力了。顯然,鉛球的運(yùn)動(dòng)可以用牛頓定律來(lái)解決;電子的運(yùn)動(dòng)則不能用牛頓定律來(lái)解決,而要用狹義相對(duì)性原理來(lái)解決。故A、C正確,B、D錯(cuò)誤。低速宏觀狹義相對(duì)性【通關(guān)1+1】1.(2010·北京高考)屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的是:在不同的慣性系中(

)A.真空中光速不變B.時(shí)間間隔具有相對(duì)性C.物體的質(zhì)量不變D.物體的能量與質(zhì)量成正比【解析】選A。狹義相對(duì)論的基本假設(shè)有:(1)狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理:一切彼此做勻速直線運(yùn)動(dòng)的慣性參考系,對(duì)于描寫(xiě)運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律來(lái)說(shuō)都是等價(jià)的;(2)光速不變?cè)?對(duì)任一慣性參考系,真空中的光速都相等。所以只有A項(xiàng)正確。2.如圖所示,強(qiáng)強(qiáng)乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯,壯壯的飛行速度為0.5c,強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò),則壯壯觀測(cè)到該光束的傳播速度為(

)A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.c【解析】選D。由狹義相對(duì)論的基本假設(shè):光速不變?cè)?真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的,可知D正確。【變式訓(xùn)練】1.(多選)下列說(shuō)法正確的是(

)A.在以c豎直方向上升的火箭上向前發(fā)出的光,對(duì)地速度一定比c大B.在以c豎直方向上升的火箭上向前發(fā)出的光,對(duì)地速度一定比c小C.在以c豎直方向上升的火箭上沿水平方向發(fā)出的光對(duì)地速度為cD.在以c豎直方向上升的火箭上向任一方向發(fā)出的光對(duì)地速度都為c【解析】選C、D。根據(jù)狹義相對(duì)性原理,在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的。2.如圖所示,思考以下幾個(gè)問(wèn)題:(光速用c表示)(1)若參考系O′相對(duì)于參考系O靜止,人看到的光速應(yīng)是多少?(2)若參考系O′相對(duì)于參考系O以速度v向右運(yùn)動(dòng),人看到的光速應(yīng)是多少?(3)若參考系O相對(duì)于參考系O′以速度v向左運(yùn)動(dòng),人看到的光速又是多少?【解析】根據(jù)狹義相對(duì)論的光速不變?cè)?真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的,光速與光源、觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系。因此三種情況下,人觀察到的