(人教版选修3-4课件)高中物理选修：第15章第1、2节-课件.pptVIP

〔情 景 切 入〕 地球上有一对孪生兄弟，哥哥乘飞船遨游太空，弟弟仍留在地球上。相对论告诉我们，当哥哥返回到地球时，遨游太空的哥哥会更年轻！这就是有趣的“双生子佯谬”，它展示了一个全新的时空观。 〔知 识 导 航〕 本章只是对相对论做了一个简单的介绍，在学习时可以主要了解以下内容：狭义相对论的两个基本假设，时间和空间的相对性，狭义相对论的其他结论 ，广义相对论简介等知识。本章内容绝大多数是要求同学们了解或知道，更深的内容要到以后继续学习。 〔学 法 指 导〕 学习本章前应先复习、了解在前面学习过的有关经典力学的局限性内容，在学习中要注意相对论时空观的学习。本章的学习应采用独立思考和交流讨论相结合方法。在学习本章的过程中，还应注意相对论的全面阐述，这要用到较多的高等数学知识，在这里做到了解即可，不必深入探究。 1．惯性系 如果____________定律在某个参考系中成立，这个参考系就叫惯性系。 2．经典相对性原理 表述一：力学规律在任何_________中都是相同的。 表述二：在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都_________判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做____________运动。 表述三：任何惯性系都是_________的。 1．实验基础 不论光源与观测者做怎样的相对运动，光速都是_________。 2．两个基本假设 1．“同时”的相对性 (1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察______________。 (2)相对论的时空观：“同时”具有_________性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察_________________。 2．“长度”的相对性 (1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做__________而不同。 (2)相对论的时空观：“长度”也具有_________性，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比_________时的长度小。 设相对于静止的观察者认为杆的长度为l0，与杆有相对运动的人认为杆的长度为l，杆相对于观察者的速度为v，则l，l0，v的关系是：l＝_____________。 3．时间间隔的相对性 (1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是_________。 (2)相对论的时间观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是_________的。 设Δτ表示相对事件发生地静止的惯性系中观测的时间间隔，Δt表示相对事件发生地以v高速运动的参考系中观察同样两事件的时间间隔，则它们的关系是：Δt＝______________。 4．相对论时空观 (1)经典时空观：空间和时间是脱离物质存在的，是_________的，空间和时间之间也是_________联系的。 (2)相对论时空观：空间和时间与物质的_____________有关。 『判一判』 (1)牛顿运动定律在任何情况下都成立。(　　) (2)狭义相对论的两个基本假设仅仅是猜想而已，没有任何依据。(　　) (3)匀加速运动的参考系可以看作惯性系。(　　) (4)在地面上的人看来，高速运行的动车组在运动方向上会变短，而车中的乘客却感觉到地面上的人看起来扁一些。(　　) (5)相对论时空观认为空间和时间与物质的运动状态无关。(　　) 『选一选』 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：列车上的观察者看到的是由B发出后经过A和C反射的光，由于列车在这段时间内向C运动，而远离A，所以C的反射光先到达列车上的观察者，看到C先被照亮，故只有C正确。 『想一想』 假设地面上有一火车以接近光速的速度运行，车内站立着一个中等身材的人，站在路旁边的人观察车里的这个人是什么体形？ 答案：是一个中等个子的瘦人 解析：人是站着的，路旁的人观察到的车内的人沿车运动的方向上的长度(决定胖瘦)变短了，所以人变瘦。但人在垂直于车运动方向上的长度(决定身高)不变。 考虑几个问题： (1)如图所示，参考系O′相对于参考系O静止时，人看到的光速应是多少？ (2)参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？ (3)参考系O相对于参考系O′以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？ 提示：根据狭义相对论理论知，光速是不变的，各种情况下光的速度都是c。 1．对惯性系和非惯性系的认识 (1)惯性系 牛顿运动定律能够成立的参考系称为惯性参考系。相对于这个参考系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性参考系。 (2)非惯性系