经典时空观与相对论时空观

1、经典时空观与相对论时空观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

2、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

3、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、

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