5.1 初识相对论 学案-福建省莆田第二中学2020-2021学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修2

第1节　初识相对论 学案 学习目标： 1. 能初步了解相对论时空观的内涵. 2.知道经典的相对性原理，知道狭义相对论的实验基础和它的两个基本假设。 基础知识： 一．相对性原理 所有物理规律在一切惯性参照系中都具有相同的形式． 1.迈克尔孙—莫雷实验 (1)经典物理学家曾认为，“以太”是光波的传播介质，这种介质绝对静止、密度极小、硬度极大、完全透明，充满宇宙空间，渗透于一切物体。 (2)迈克尔孙—莫雷实验证明了光速是不变的，这与传统的速度合成法则是矛盾的。 二.狭义相对论的两个基本假设 (1)相对性原理：所有物理规律在一切惯性参考系中都具有形同的形式。 (2)光速不变原理：在一切惯性系中，测量到的真空中的光速c都一样(c＝3×108 m/s)。 重难点理解： 1.惯性系与非惯性系的确定：我们通常选取大地为惯性系，相对于地面静止或做匀速运动的物体都是惯性系，相对于地面做变速运动的物体都是非惯性系。 相对性原理：所有物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式．也就是说，物理学定律与惯性系的选择无关． 2.光速不变原理：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样．也就是说，不管光源与观察者的相对运动如何，在任一惯性系中的观察者所观测到的真空中的光速都是相等的． 典例1、关于狭义相对论，下列说法不正确的是(　　) A.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B.狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关 C.狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系 D.狭义相对论任何情况下都适用 解析　根据狭义相对论的基本假设可知，选项A、B正确；狭义相对论只涉及惯性参考系，不涉及非惯性参考系，选项D错误，C正确。答案　D 巩固练习： 1.经典力学规律不适用于(　　) A.子弹的飞行 B.飞船绕地球的运行 C.列车的运行 D.粒子以接近光速运动 2.(多选)下列说法正确的是(　　) A.物理基本规律在所有惯性系中都具有相同的形式 B.在真空中，光的速度与光源的运动状态无关 C.在惯性系和非惯性系中光都是沿直线传播的 D.在所有惯性系中，光在真空中沿任何方向传播的速度都相同 3.以下说法中正确的是(　　) A.经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的 B.经典物理规律也适用于高速运动的物体 C.力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参