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第五章经典力学与物理学革命第二节经典时空观与相对论时空观 粤教版必修2 一 经典时空观 1 惯性参考系 凡是牛顿定律成立的参考系 称为惯性参考系 简称惯性系 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 3 经典时空观 绝对时空观 时间和空间彼此独立 互不关联 且不受物质或运动的影响 4 经典力学的几个基本结论 同时的绝对性 时间间隔的绝对性 空间距离的绝对性 二 相对论时空观 1 狭义相对论的理论前提 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 2 狭义相对论的基本结论 同时 的相对性 运动的时钟变慢 运动的尺子缩短 物体质量随速度的增大而增大 注意 只有高速运动时 以上效应才明显 三 两种时空观的对比较 例题 地面上a b两个事件同时发生 对于坐在火箭中沿两个事件发生地点连线飞行的人来说 如图所示 哪个事件先发生 答案 b事件先发生 例题 a b c是三个完全相同的时钟 a放在地面上 b c分别放在两个火箭上 以速度vb和vc朝同一方向飞行 vb vc 地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢 哪个走得最快 答案 c时钟走得最慢 a走得最快 例题 一列火车以速度v相对地面运动 如果地面上的人测得 某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁 那么按照火车上人的测量 闪光先到达前壁还是后壁 火车上的人怎样解释自己的测量结果 解答 火车上的人测得 闪光先到达前壁 如图 由于地面人测得闪光同时到达前后两壁 而在光向前后两壁传播的过程中 火车要相对于地面向前运动一段距离 所以光源发光的位置一定离前壁较近 这个事实对于车上 车下的人都是一样的 在车上的人看来 既然发光点离前壁较近 各个方向的光速又是一样的 当然闪光先到达前壁 例题 以8km s的速度运行的人造卫星上一只完好的手表走过了1mim 地面上的人认为它走过这1mim 实际 上花了多少时
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