高中物理选修3-4教科版第六章 相对论6.1-6.3 牛顿力学中运动的相对性 狭义相对论的两个基本假设 时间、长度的相对性v目标定位 1.了解牛顿力学中运动的相对 性.2.了解伽利略相对性原理及其速度变换 公 式.3.了解狭义相对论 的两个基本假设.4.了解 狭义相对论 的几个主要结论 .5.了解经典时空 观与相对论时 空观的重要区别v一、牛顿力学中运动的相对性v1伽利略相对性原理v在任何 参考系中，的规律都 是一样的，都可v 以用牛顿定律来描述预习导学惯惯性 力学 v2经典时空观v(1)时间 ：反映物质运动过 程的 、久 暂，常用年、月、日、时、分、秒等作为量 度单位v(2)空间：代表物体的尺寸、大小，物体之 间的 等，v 常用光年、千米、米、毫米、微米、纳米 等作为量度单位v(3)时间 和空间是相互 、互不相关 的预习导学长长短 距离 独立 v3伽利略速度变换公式v若车厢 相对地面以u向前行驶，车厢 内人 相对车厢 以速率vv 向前跑，则人对地面的速率为v ；若人向车后跑v 时，相对地面的速率为v .预习导学uvuvv二、狭义相对论的两个基本假设v1爱因斯坦相对性原理v对不同的惯性系， (包括 的和 的)v 都是一样的v2光速不变原理v光在真空中运动的速度在任何惯性参考系 中测得的数值都v 是 的预习导学物理规规律 力学 电电磁 相同 v三、时间、长度的相对性v1同时的相对性v(1)经典物理学认为 ：时间 的测量与参考 系 ，即时间v 测量是 的v(2)狭义相对论 的时空观认为 ：在一个参 考系中同时发 生的两v 件事，在另一参考系中 发生，这就 是同时的相对性 预习导学无关 绝对绝对 不同时时 预习导学v(2)定性描述v同样的两件事，在它们发 生于 的 参考系内所经历 的时间 最短；在其他参考系 内观测 ，这段时间 要 些这一现象称 为时间 的相对性，也称为“动钟变 慢”预习导学同一地点 长长预习导学运动动 静止 缩缩短 v4相对论时空观v(1)时间 和空间的量度都与物体的 有 关，是 的运v 动棒的长度的测量建立在必须 进行 观测 的基础上，说明v 时间 和空间的量度又是相互 的v(2)经典时空观是相对论时 空观的特殊表 现. 预习导学运动动 相对对 同时时 紧紧密联联系 课堂讲义v一、对狭义相对论的理解v1各物理量有可能因为所选择 参考系的不 同而不同，但是它们遵从的物理规律是相同 的v2光速不变原理强调真空中的光速不变， 与光源、观察者间的相对运动没有关系课堂讲义v【例1】 关于狭义相对论 ，下列说法不正 确的是 ( )vA狭义相对论认为 在不同的惯性参考系 中，一切物理规律都是相同的vB狭义相对论认为 在一切惯性系中，光 在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关vC狭义相对论 只涉及无加速度运动的惯 性系vD狭义相对论 任何情况下都适用v解析 由狭义相对论原理可知D错误v答案 D课堂讲义v针对训练 如图611所示，考虑几个问 题：v图611课堂讲义v(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？v(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？v(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？v解析 根据速度合成法则，第一种情况人看 到的光速应是c，第二种情况应是cv，第三 种情况应是cv，而根据狭义相对论理论， 光速是不变的，都应是c.v答案 (1)c (2)c (3)c课堂讲义v二、时间和长度的相对性课堂讲义v【例2】 如图612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 ( ) vA同时被照亮 vBA先被照亮vCC先被照亮 vD无法判断图图612 课堂讲义v解析 因列车沿AC方向接近光速行驶，根据 “同时”的相对性，即前边的事件先发生， 后边的事件后发生可知C先被照亮v答案 C课堂讲义v【例3】 在一飞船上测得飞船的长度为100 m，高度为10 m当飞船以0.60c的速度从你 身边经过时 ，按你的测量，飞船有多高、多 长？答案 观测到飞船的高度和长度分别为10 m、80 m.