2018年人教版选修3-4同步讲义:第十五章 1~2 相对论与时空
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答案 (1)分别是v0、v0-v、v0+v (2)人观察到的光速都是c

[知识梳理]

1.经典的相对性原理

(1)惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系就叫做惯性系,相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系.

(2)相对性原理:力学规律在任何惯性系中都是相同的,这个论述叫做伽利略相对性原理.

经典的相对性原理的三种表述:①表述一:力学规律在任何惯性系中都是相同的.②表述二:在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能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.③表述三:任何惯性参考系都是平权的.

2.经典相对性原理解释电磁规律的困难

迈克耳孙-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.

3.狭义相对论的两个基本假设

(1)狭义相对性原理: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:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的.

[即学即用] 判断下列说法的正误.

(1)根据伽利略相对性原理,在一个惯性参考系里不能用力学实验判断该参考系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动.(√)

(2)根据伽利略相对性原理,同一力学规律在不同的惯性系中可能不同.(×)

(3)在真空中,若物体以速度v背离光源运动,则光相对物体的速度为c-v.(×)

(4)迈克耳孙-莫雷实验得出的结论是:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的.(√)

(5)光速不变原理是:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的.(√)

(6)根据狭义相对论的两个假设,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的.(√)

二、时间和空间的相对性

[导学探究] 如图3所示,一列车以速度v经过站台,站台中部的观察者C看到列车车头正好到达站台最右端的A人时,车尾正好到达站台最左端的B人.

图3

(1)若此时站台上的观察者C看到A、B两人同时面向列车举起手中的小红旗,那么站在列车中点的观察者C′看到A、B两人是同时举旗的吗?如果不是同时举旗,他会看到哪个人先举旗?

(2)站台上的观察者C看到列车长度刚好和站台长度相同,列车上的观察者C′认为列车长