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第二节经典时空观与相对论时空观
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第二节经典时空观与相对论时空观
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凡是牛顿定律成立的参考系,称为惯性参考系,简称惯性系。
对于所有的惯性系,力学规律都是相同的。
(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。
①同时的绝对性
②时间间隔的绝对性
③空间距离的绝对性
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第二节经典时空观与相对论时空观
①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。
②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。
①“同时”的相对性
②运动的时钟变慢
③运动的尺子缩短
④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。
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第二节经典时空观与相对论时空观
经典时空观
相对论时空观
主要结论
同时的绝对性
同时的相对性
时间间隔的绝对性
运动的时钟变慢
空间距离的绝对性
运动的尺子变短
质量不变
质量随速度的增大而增大
主要内容
时间和空间彼此独立、互不关联,且不受物质或运动的影响。
时间和空间相互关联,质量随物体的运动状态的改变而改变。
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第二节经典时空观与相对论时空观
【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。
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第二节经典时空观与相对论时空观
【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。
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第二节经典时空观与相对论时空观
【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。
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第二节经典时空观与相对论时空观
【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”上花了多少时间?
【答案】
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※疑问解释——同时的“相对性”
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※疑问解释——运动的时钟变慢