湖北省咸宁市鄂南高级中学高二物理 优质预习全案 伽利略变换 经典时空观（A班）新人教版.doc

湖北省咸宁市鄂南高级中学高二物理 优质预习全案 伽利略变换 经典时空观（a班）新人教版时两坐标重合t 时刻质点在两参照系下的坐标2、经典时空观经典时空观中时间与空间都是绝对的，彼此无关。l 长度不变，时间不变，速度相加，绝对同时性，质量不变，惯性系中所有力学规律相同。二、狭义相对论产生的背景和条件迈克尔逊干涉仪实验相对论诞生黑体辐射实验量子理论诞生三、狭义相对论的基本原理1.相对性原理：所有惯性参照系中物理规律都是相同的。2.光速不变原理：在所有惯性系中，光在真空中的速率相同，与惯性系之间的相对运动无关，也与光源、观察者的运动无关。四、狭义相对论的时空观1同时性的相对性由于光速不变，在s系中不同地点同时发生的两个事件，在s系中不在是同时的了。爱因斯坦列车在列车中部一光源发出光信号，在列车中 ab 两个接收器同时收到光信号， 但在地面来看，由于光速不变，a 先收到，b 后收到 。2时间间隔的相对性（时间延缓效应运动的时钟变慢） 固有时间：相对事件静止的参照系所测量的时间。例1：在飞船上的钟测得一人吸烟用了5分钟。在 s 系测得两事件时间间隔由在 s 系中观察 s 系中的时钟变慢了-运动的时钟变慢。在地面上测得这个人吸烟可能用了8分钟。3长度的相对性（长度收缩效应）称为固有长度，即相对物体静止的参照系所测量的长度。称为相对论长度，即相对物体运动的参照系所测量的长度。例2：s系中平面上一个静止的圆的面积为12在系测得该圆面积为多少？已知系在时与s系坐标轴重合，以-0.8c的速度沿公共轴运动。 解：在系中观测此圆时，与平行方向上的线度将收缩为 而与垂直方向上的线度不变，仍为2r，所以测得的面积为（椭圆面积）： （式中a、b分别表示椭圆的长半轴和短半轴）五、狭义相对论的其它结论1相对论速度例3：两火箭 a、b 沿同一直线相向运动，测得二者相对地球的速度大小分别是 va=0.900 c, vb =0.800 c ， 试求二者互测的相对运动速度。2相对论质量 m0为静止质量。可见：.物体质量与速度有关，物体静止时质量最小。.当时，3质能方程任何具有质量为 m 速度为 v 的物体，必具有能量. e 称为物体的总能量，包括动能和静止能量两部分。.物体静止时，v=0，.物体动能 能量可以转变成质量例4：把电子从v1 =0.9c 加速到 v2=0.97c 时电子的质量增加多少？解： v1 时的电子能量为v2 时的电子能量为能量增量巩固训练习题1：宇宙飞船相对于地面以速度v作匀速直线飞行，某一时该飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过（飞船上的钟）时间后，被尾部的接收器收到，则飞船的固有长度是多少？ 解：飞船的固有长度就是相对于飞船静止的观察者测得的飞船长度。由题意知，飞船的固有长度为习题2：一艘宇宙飞船的船身固有长度为，相对于地面以 （c为真空中光速）的速度在一观测站的上空飞过。（1） 观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？（2） 宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少？ 解：（1）观测站测得飞船船身的长度为： 则所求的时间为固有时间 （3） 宇航员测得船身通过观测站的时间间隔 .习题3：在实验室中观察到宇宙射线一介子的寿命是它的固有寿命的8倍，求该介子的动能。（已知该介子的静止质量为） 解：