学教科版选修34 6.1经典时空观 课件（3）（10张）.ppt

经典时空观 1 了解伽利略相对性原理 知道时空观与参考系的联系 3 了解狭义相对论的理论基础与狭义相对论时空观的几个推论 知道相对论时空观对人们认识世界的影响 学习目标 2 了解经典时空观及其基本推论 知道牛顿引入绝对时空观的原因 4 知道经典时空观与相对论时空观的主要区别 一 经典时空观与相对论时空观 描述一个物体的运动必须选择一个参考系 然后研究这一物体相对于参考系是如何运动的 两个小球一起做自由落体运动 均受到重力的作用 如果以红球为参考系 则绿球是静止的 而绿球受到的合外力不为零 所以绿球相对于红球这个参考系而言 并不符合牛顿运动定律 惯性参考系 牛顿运动定律成立的参考系 非惯性参考系 牛顿运动定律不成立的参考系 一 经典时空观与相对论时空观 所有相对于惯性系做匀速直线运动的参考系都是惯性系 而对于惯性系做变速运动的参考系为非惯性系 对于所有的惯性系 力学规律都是相同的 或者说 一切惯性系都是等效的 这一结论称为伽利略相对性原理 绝对的真实的数学时间 就其本质而言 是永远均匀地流逝 与任何外界无关 绝对空间就其本质而言是与任何外界事物无关的 它从不运动 并且永远不变 这就是经典力学的时空观 也称绝对时空观 二 相对论时空观 光是一种电磁波 光速是一个恒定的常数c 与光源和观察者的运动无关 运动火车尾发出的光并没有因为火车的前进而速度变为c v2 利用经典力学解决上述问题时 遇到了无法解释的现象 为了解决上述矛盾 爱因斯坦于1905年提出了狭义相对论 相对性原理 在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的 光速不变原理 不管在哪个惯性系中 测得的真空中的光速都相同 二 相对论时空观 1 同时 的相对性 在一个参考系中同时发生的两个事件 在另一个参考系看来是不同时的 这被称为 同时 的相对性 2 运动的时钟变慢 时钟相对于观察者静止时 走得快 相对于观察者运动时 观察者会看到它变慢了 运动速度越快 效果越明显 二 相对论时空观 3 运动的尺子缩短 一个物体相对于观察者静止时 它的长度测量值最大 相对于观察者运动时 观察者在运动方向上观测 它的长度要缩短 4 物体质量随速度的增加而增大 当速度接近光速时 质量趋于无穷大 如果物体的运动速度比光速小很多时 物体运动时的质量和物体静止时的质量相等 相对效应只有在高速 接近光速 运动的情况下效应才显著 在通常的情况下 相对论效应极其微小 可忽略不计 练习 1 如果你从某一较高位置自由下落 与此同时正下方地面上一物体以v0的初速度竖直上抛 你看到物体相对你的运动是 a 加速靠近b 匀速靠近c 减速靠近d 相对静止 2 以不同的惯性系观察同一物体的运动 a 物体的速度可能不同 但加速度一定相同b 物体的速度一定相同 但加速度可能不同c 物体的速度一定相同 加速度也一定相同d 物体的速度可能不同 加速度也可能不同 b a 练习 3 经典力学的时空观认为 a 时间信条物质的运动而存在b 时间是永远均匀流逝 与任何外界无关c 空间与物质运动状态有关d 空间从不运动 并且永远不变 4 以下属于狭义相对论的两条基本假设的是 a 所有相对惯性参考系做匀速直线运动的参考系都是惯性系b 对于所有的惯性系 力学规律都是相同的c 在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的d 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 bd cd 五 小结 1 惯性参考系 牛顿运动定律成立的参考系 2 伽利略相对性原理 对于所有的惯性系 力学规律都是相同的 或者说 一切惯性系都是等效的 非惯性