《爱因斯坦眼中的世界》学案（鲁科选修）.doc

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1、6．2《爱因斯坦眼中的世界》学案【学习目标】1．理解狭义相对性的两条基本原理。2．知道同时的相对性、长度的相对性、时间间隔的相对性。3．了解相对论速度叠加规律。【学习重点】理解狭义相对性的两条基本原理，同时、长度和时间间隔的相对性【知识要点】1．狭义相对性的两条基本原理（1）狭义相对性原理：物理规律（力学、电磁学、光学等）对于所有惯性系具有相同的形式。其意思是一切客观真实的物理规律在任何惯性系中的表述形式应该完全相同，与所参照的坐标系究竟是用两个在相互匀速移动着的坐标系中的哪一个无关。（2）光速不变原理：在任何惯性系中，光在真空中的速度为c，与光源运动和观测者的运动

2、无关。2．狭义相对性中的时间与空间⑴“同时”是相对性⑵长度的相对性（尺缩效应）⑶时间间隔的相对性3．相对论速度叠加公式【典型例题】例题1：一张宣传画5m见方，平行地贴于铁路旁边的墙上，一超高速列车以2×108m/s的速度接近此宣传画，这张画由司机测量将成为什么样子？(利用5－1式)解析：注意，垂直速度方向的长度不变，仍然是5m，运动方向上长度变短，即为：L=L0=5×m=3.7m所以，司机看到的画面尺寸为：5×3.7m2,即形状由正方形变成了长方形.例题2：一个以2*108m/s的速度运动着的球（半径a），静止着的人观察球会是什么形状？解析：根据相对论的关系l1=l

3、得，3/3运动方向上a1=a=a椭球形【达标训练】1．一辆小车在地面上运动的速度为，有一人在行进的小车上向前走动，相对于车的速度为，则关于此人的运动速度的描述中说法正确的是（）A．在牛顿的经典力学中描述出的人的对地速度为B．在相对论中描述出的速度为C．由于相对论中同一过程的位移和时间的测量在不同的参照系中是不同的，故式子不能成立D．在牛顿的经典力学中位移和时间的测量与参照系无关，在不同惯性参照系中所有位移和时间的测量结果相同。2、如果有一列火车，以很高的速度运动，车窗沿运动方向为长，垂直运动方向为宽，根据相对论的知识，地面上的人发现（）A、火车窗口比静止时要长B、火

4、车窗口比静止时要短C、火车窗口比静止时要宽D、火车窗口比静止时要窄3、以下符合经典力学观点的是（）A、同时是绝对的B、时间间隔是绝对的C、空间距离是绝对的D、物体质量是恒定不变的4、尺缩效应是指（）A、与尺子一起运动的观察者发现沿运动方向的尺子比静止时要短B、地面静止的观察者发现沿运动方向的尺子比静止时要短C、运动和静止的观察者均发现尺子比静止时要短D、静止的人用来测量运动物体长度时尺子比正常时要短5、关于经典力学和相对论的关系（）A、相对论是对经典力学的否定B、经典力学可以认为是相对论的一个特例C、经典力学是相对论在低速情况下的近似D、相对论是在经典力学基础上的推

5、论6、高速运动的物体，其质量随速度变化的情况是（）A、速度越大，质量越大B、速度越大，质量越小C、质量与速度无关D、条件不足，无法确定73/3、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

6、对地速度要小；（2）试证明相对论的观点：在不同的参照系中，光速总是相同的。答案：1．ACD2、B3、ABCD4、B5、BC6、A7、C8解析．（1）按照经典物理算出的火车对地速度为，按照相对论的时空观算出的火车对地速度，由于火车和人的速度均小于光速，通过表达式的对比，可知按照相对论的时空观算出的火车对地速度比按照经典物理算出的火车对地速度要小。（2）设火车的速度和人在车上相对于车的速度均为光速C，带入表达式得到人相对于地面的速度还是光速C，即在不同的参照系中，光速总是相同的。【反思】收获疑问3/3