第七章 第13讲 相对论时空观与牛顿力学的局限性-【考点同步解读】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册（人教版）

第七章〉万有引力与字宙航行 第13讲 相对论时空观与牛顿力学的局限性 高考要求学业标准·考情分析 一考点分布 一学科素养 命题趋势 1.理解经典的相对性原理，理解光的传播与经 典的速度合成法则之间的矛盾.（★） 2.理解狭义相对论的两个基本假设.（★） 物理观念 在学业等级性考试中，本讲 3,理解同时的相对性，知道时间间隔的相对性 内容命题较少，主要考查相对论 和长度的相对性，知道时间和空间不是脱离 科学思维 的时空观和牛顿力学的成就， 物质而单独存在的.（★） 4.了解牛顿力学的发展历程和伟大成就，认识 经典力学的局限性和适用范围。（★） 考点分类考点透析·典例剖析 考点1 相对论的诞生 5年1考W ·核心总结 ☆名师点拨， 1.经典的相对性原理 1.惯性系与非惯性系 (1)惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个 非惯性系：如果牛顿运动 参考系就叫作惯性系.相对一个惯性系做匀速直线运动的另一 定律在某个参考系中不成立， 这个参考系就叫非惯性系.例 个参考系也是惯性系 如，我们坐在加速的车厢里， (2)伽利略相对性原理 以车厢为参考系，观察到路边 表述1：力学规律在任何惯性系中都是相同的 的树木、房屋向后方加速运 表述2：在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能 动，根据牛顿运动定律，房屋、 判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动. 树木应该受到不为0的合力 作用，但事实上没有，也就是 表述3：任何惯性系都是平权的。 牛顿运动定律不成立.这里加 2.相对性原理与电磁规律 速的车厢就是非惯性系，也就 (1)经典力学的困难 是说在非惯性系中力学规律 在经典力学中，如果某一惯性系相对另一惯性系的速度为 不相同， ,在此惯性系中有一物体速度为，那么，此物体相对于另 2.伽利略相对性原理和 狭义相对性原理的区别 惯性系的速度是十？吗？根据经典力学理论是肯定的，但是 (1)伽利略相对性原理指 这个答案被迈克耳孙的实验否定了.迈克耳孙的实验证明了光 的是力学现象对一切惯性系来 速是不变的，这和传统的速度合成法则是矛盾的， 说，都遵循同样的规律；或者 (2)迈克耳孙一莫雷实验 说，在研究力学规律时，一切惯 性系都是等价，平权的.因此无 实验与观测的结果：无论光源与观察者做怎样的相对运 法借助力学实脸的手段确定惯 动，光的传播速度与参考系运动的方向和大小无关 性系自身的运动状态. 123 考点同步解读〉高中物理必修苹二册RJ 3.狭义相对论的两个基本假设 (2)狭义相对性原理指的 是物理规律（无论是力学规律 (1)狭义相对性原理 还是电磁规律)在所有惯性系 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的， 中都是相同的，因此各个惯性 (2)光速不变原理 系都是等价的，不存在特殊 的、绝对的惯性系。因此爱因 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与 斯坦的狭义相对性原理所指 光源、观察者间的相对运动无关， 范国更大，内容更丰富 [说明]狭义相对性原 ⊙考题]如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭A是迎着 理之所以称为假设，是因为它 光行驶的，火箭B是“追赶”光的，若火箭相对于地面的速度为， 只是根据迈克耳孙等人有限 则两火箭上的观察者测出的光速分别为( 的几个实验提出的，还没有数 第六音 学的逻辑推理，在大量的结论 CA 跟事实相符后，才能成为真正 B1 意义上的原理 第七章 3.光速不变原理 A.十vc-w B.c-vc十v 根据麦克斯韦的电磁场 C.cc D.无法确定 理论可以直接得到真空中电 第八章 解折根据光速不变原理，在一切惯性参考系中，测量到的真 磁波的速度是光速c,那么此 速度是相对于哪个参考系的 空中的光速c都一样，因此在火箭A、B两个惯性参考系中，观察 呢？如果它相对于参考系S 块 者测量到的光速一样大，均为c,故C正确. 是正确的，另外还有一个参考 密系C 系S,S相对于S以速度v运 ⊙变式（多选题）下列说法符合狭义相对论的假设的是 动，若依据速度合成法则，光 相对于S的速度应是c一， . 或者是十，而不是c,若是 A.在不同的惯性参考系中，一切力学规律都是相同的 c十，这不是就存在“超光速” B.在不同的惯性参考系中，物理规律一般是不同的 了？事实上由相对论可知，光 在真空中的速度是极限速度， C.在不同的惯性参考系中，真空中的光速都是相同的 是不变的，因此伽利略速度合 D.在不同的惯性参考系中，真空中的光速都是不同的 成法则在这里是不造适用的 考点2 “同时”的相对性 5年1考 ·核心总结 难点突破 1.经典的时空观对“同时”的认识 对“同时”的相对性的理解 在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一 如图甲所示，人站在匀速 个惯性系中观察也是同时的。 行驶的车上，车中央有一光源 2