2023學(xué)年完整公開課版初識相對論

初識相對論一、經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀1.空間是與_____________無關(guān)的而永遠(yuǎn)相同和不動的（所謂絕對空間）。2.時(shí)間自身在流逝著，而且由于其本性而_____地與_________________無關(guān)地流逝著（所謂絕對時(shí)間）。

外界任何事物均勻任何其他外界事物3.空間和時(shí)間是_________、_________的。4.伽利略相對性原理（1）慣性系：在經(jīng)典力學(xué)中，_________________的參考系，就叫作慣性系。相對于一個(gè)慣性系做勻速直線運(yùn)動的另一個(gè)參考系，是_______。（2）伽利略相對性原理：在不同的慣性系中，____________都是相同的。即各個(gè)慣性系都是等價(jià)的。相互獨(dú)立互不干擾牛頓運(yùn)動定律成立慣性系一切力學(xué)規(guī)律二、兩個(gè)基本原理1.相對性原理：所有物理規(guī)律在一切___________中都具有相同的形式。慣性參考系2.光速不變原理：在一切慣性參考系中，測量到的______________都一樣。由這兩條假設(shè)所建立的理論叫作狹義相對論。真空中的光速c認(rèn)識兩個(gè)基本原理及其應(yīng)用兩個(gè)基本原理（1）相對性原理：表明在任何慣性系中研究某個(gè)物體的某一運(yùn)動過程，其運(yùn)動規(guī)律的形式不變。（2）光速不變原理：表明經(jīng)典時(shí)空觀與相對論時(shí)空觀的不同，比較如下：經(jīng)典時(shí)空觀相對論時(shí)空觀運(yùn)動情況同一運(yùn)動對不同參考系描述結(jié)果不同，即速度不同光在一切慣性參考系中傳向各個(gè)方向的速度不變時(shí)間與空間關(guān)系時(shí)間均勻流逝，空間不變化，與運(yùn)動情況及外部條件無關(guān)時(shí)間、空間都隨運(yùn)動情況而改變【典例示范】半人馬星座α星是離太陽系最近的恒星，它距地球?yàn)?.3×1016m。設(shè)有一宇宙飛船自地球往返于半人馬星座α星之間。若宇宙飛船的速率為0.999c，按地球上時(shí)鐘計(jì)算，飛船往返一次需要時(shí)間為________s。

【解析】由于題中恒星與地球的距離s和宇宙飛船的速度v均是地球上的觀察者測量的，故飛船往返一次，地球時(shí)鐘所測時(shí)間間隔Δt==2.87×108s。答案：2.87×108

【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是（）A.同時(shí)被照亮B.A先被照亮C.C先被照亮 D.無法判斷【解析】選C。列車上的觀測者看到的是由B發(fā)出后經(jīng)過A和C反射的光，由于列車在這段時(shí)間內(nèi)靠近C，而遠(yuǎn)離A，所以C的反射光先到達(dá)列車上的觀測者，看到C先被照亮，故只有C正確。2.一支靜止時(shí)長l的火箭以v的速度從觀察者的身邊飛過?；鸺系娜藴y得火箭的長度應(yīng)為________。（物理觀念）

【解析】火箭上的人測得的火箭長度與火箭靜止時(shí)測得的長度相同，即為l。答案：l【補(bǔ)償訓(xùn)練】下列說法錯(cuò)誤的是（）A.物理基本規(guī)律在所有慣性系中都是等價(jià)的B.在真空中，光的速度與光源的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)C.在慣性系和非慣性系中，光都是沿直線傳播的D.在所有慣性系中，光在真空中沿任何方向傳播的速度都相同【解析】選C。根據(jù)相對性原理可知，物理規(guī)律在所有慣性系中都是等價(jià)的，A正確；根據(jù)光速不變原理可知，B、D正確；根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論可知C錯(cuò)誤?！就卣估}】考查內(nèi)容：兩種時(shí)空觀的發(fā)展史【典例】（多選）物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步。下列表述正確的是（）A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B.牛頓通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了萬有引力定律C.相對論的創(chuàng)立表明經(jīng)典力學(xué)已不再適用D.愛因斯坦建立了狹義相對論，把物理學(xué)推廣到高速領(lǐng)域【解析】選A、D。萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的，但在實(shí)驗(yàn)室里加以驗(yàn)證是卡文迪許進(jìn)行的，A對，B錯(cuò)；