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狭义相对论和经典力学的时空观有啥区别 不要长篇大论
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时间和空间在牛顿的模型中是事物发生的背景但是这种背景不受任何事物影响时间和空间相互分离时间被认为是一根单独的线他独立于宇宙中的发生的事这就是所谓的绝对时空观 在1915年爱因斯坦提出了新的数学模型广义相对论他把时间维和三维合并成所谓的时空时间和空间难分难解的相互纠缠人们不能只是空间弯曲而让时间安然无恙这样就富裕时间以形状广义相对论是空间和时间弯曲把他们从被动的事件发生的背景改变成为发生时间的主动的动力参与者 在牛顿理论中事件独立于其他万物而存在另一方面在广义相对论中时间和空间的存在不仅不能独立于宇宙而且不能相互独立他们由宇宙中的测量定义换句话说就是开端或者终结 本人能力有限只能说明这点望采纳!
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最直接的区别： 牛顿力学所领导的经典力学是将时间和空间所分立的，且时间和空间是绝对的。 而在相对论的时空观中，时间和空间是一体的，爱因斯坦说：人们不能仅仅弯曲空间而毫不涉及时间。他把时间和空间看成宇宙中的四个维度，赋予了时间形状。...
扫描下载二维码爱因斯坦提出的狭义相对论的时空观的主要内容是什么？
爱因斯坦提出的狭义相对论的时空观的主要内容是什么？
09-04-06 &
相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是光速不变原理，相对性原理和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”，“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念。 狭义相对论 主条目：狭义相对论 狭义相对论，是只限于讨论惯性系情况的相对论。牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的的三维空间，时间是独立于空间的单独一维（因而也是绝对的）。狭义相对论认为空间和时间并不相互独立，而是一个统一的四维时空整体，并不存在绝对的空间和时间。在狭义相对论中，整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的，这是一种对应于“全局惯性系”的理想状况。狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设，结合狭义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹变换。 广义相对论 主条目：广义相对论 广义相对论是爱因斯坦(Albert Einstein)在1915年发表的理论。爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上(目前实验证实,在10 - 12的精确度范围内,仍没有看到引力质量与惯性质量的差别)。根据等效原理，爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身故有性质无关，只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中，物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动)，如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动，实际是绕着太阳转，造成引力作用效应。正如在弯曲的地球表面上，如果以直线运动，实际是绕着地球表面的大圆走
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相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是光速不变原理，相对性原理和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”，“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念。 狭义相对论 主条目：狭义相对论 狭义相对论，是只限于讨论惯性系情况的相对论。牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的的三维空间，时间是独立于空间的单独一维（因而也是绝对的）。狭义相对论认为空间和时间并不相互独立，而是一个统一的四维时空整体，并不存在绝对的空间和时间。在狭义相对论中，整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的，这是一种对应于“全局惯性系”的理想状况。狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设，结合狭义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹变换。 广义相对论 主条目：广义相对论 广义相对论是爱因斯坦(Albert Einstein)在1915年发表的理论。爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上(目前实验证实,在10 - 12的精确度范围内,仍没有看到引力质量与惯性质量的差别)。根据等效原理，爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身故有性质无关，只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中，物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动)，如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动，实际是绕着太阳转，造成引力作用效应。正如在弯曲的地球表面上，如果以直线运动，实际是绕着地球表面的大圆走
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内容很多 它是一个基于如下的理论 即不管观察者站在什么地方 运动状态如何 这个理论都必须成立
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广义相对论 主条目：广义相对论 广义相对论是爱因斯坦(Albert Einstein)在1915年发表的理论。爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上(目前实验证实,在10 - 12的精确度范围内,仍没有看到引力质量与惯性质量的差别)。根据等效原理，爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身故有性质无关，只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中，物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动)，如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动，实际是绕着太阳转，造成引力作用效应。正如在弯曲的地球表面上，如果以直线运动，实际是绕着地球表面的大圆走
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普通物理学1一、伽利略相对性原理和经典力学时空观惯性系：一个不受外力或外力合力为0的物体，保持静止或匀速直线运动不变，这样的参考系，叫惯性参考系，简称惯性系。（新想法：如果认识到非贯性系力产生的原因，在进行物理实验时将此力（惯性力）一并计算，那么就与跳出非惯性系，在惯性系中实验得到一样的结论，就可以把非惯性系当成惯性系对待——这与广义相对论的相对性原理是类似的）一切彼此作匀速直线运动的惯性系，对于描写机械运动的力学规律来说是完全等价的，在一个惯性系的“内部”所作的任何力学实验，都不能确定这一惯性系本身是在静止状态，还是在作匀速直线运动。这个原理叫力学相对性原理，或伽利略相对性原理。牛顿说：“绝对的、真正的和数学的时间自己流逝着，并由于它的本性而均匀地、与任一外界对象无关地流逝着。”“绝对空间，就本性而言，与外界任何事物无关，而永是相同的和不动的。”（见牛顿著作《自然哲学的数学原理》）二、狭义相对论的提出背景在19世纪末，人们知道光速是有限的，在测量光速时发现，木星卫星发出的光，到达地球的时间是相同的，而不管地球是朝向卫星运动还是背向卫星运动。这不符合物体运动的速度叠加原理（A参照系相对于B参照系速度为v1,A上发出相对A速度为V2的物体，物体相对于B速度为V1+V2），而符合波的性质，因为当时已知的所有波都有介质，因此人们假设光也有介质，定名为“以太”，光在以太中稳定传播，所以与地球的运动无关。由于地球并非宇宙中的特殊天体，以太应该对地球有相对运动，而著名的迈克耳孙（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）实验证明了相对地球运动的以太不存在，也就是说，如果存在以太，以太就是对地球静止的，这里和一些人认为的证明了以太不存在，叙述上有一点点区别。1905年，爱因斯坦提出两条假设：1。相对性原理：物理学在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式，也就是说，所有惯性系对于描述物理现象都是等价的。（够绝对的）2。光速不变原理：在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中，所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。1964年到1966年，欧洲核子中心（CERN）在质子同步加速器中作了有关光速的精密实验测量，直接验证了光速不变原理。实验结果是，在同步加速器中产生的一种介子（写法是派的0次方）以0.99975c的高速飞行，它在飞行中发生衰变，辐射出能量为eV的光子，测得光子的实验室速度仍是c。三、狭义相对论时空观狭义相对论为人们提出了一个不同于经典力学的时空观。按照经典力学，相对于一个惯性系来说，在不同的地点、同时发生的两个事件，相对于另一个与之作相对运动的惯性系来说，也是同时发生的。但相对论指出，同时性问题是相对的，不是绝对的。在某个惯性系中在不同地点同时发生的两个事件，到了另一个惯性系中，就不一定是同时的了。经典力学认为时空的量度不因惯性系的选择而变，也就是说，时空的量度是绝对的。相对论认为时空的量度也是相对的，不是绝对的，它们将因惯性系的选择而有所不同。所有这一切都是狭义相对论时空观的具体反映。同时的相对性现举一个假想实验，一列匀速运动的火车，车头和车尾分别装有两个标记A1、B1当他们分别与地面上的两个标记A、B重合时，各自发出一个闪光。在A、B的中点C和A1、B1的中点C1，各装一个接受器，C点将同时接收到两端的信号，而信号传递需要时间，在这段时间内火车向前运动了，所以C1先收到车头的信号，后收到车尾的信号。也就是说，不同的参照系没有认为两个事件都是同时发生的。“同时”有相对性。四、洛伦兹坐标变换洛伦兹公式是洛伦兹为弥补经典理论中所暴露的缺陷而建立起来的。洛伦兹是一位理论物理学家，是经典电子论的创始人。坐标系K1（O1，X1，Y1，Z1）以速度V相对于坐标系K（O，X，Y，Z）作匀速直线运动；三对坐标分别平行，V沿X轴正方向，并设X轴与X1轴重合，且当T1=T=0时原点O1与O重合。设P为被“观察”的某一事件，在K系中观察者“看”来。它是在T时刻发生在（X，Y，Z）处的，而在K1系中的观察者看来，它是在T1时刻发生在（X1，Y1，Z1）处的。这样的两个坐标系间的变换，我们叫洛伦兹坐标变换。在推导洛伦兹变换之前，作为一条公设，我们必须假设时间和空间都是均匀的，因此它们之间的变换关系必须是线性关系。如果方程式不是线性的，那么，对两个特定事件的空间间隔与时间间隔的测量结果就会与该间隔在坐标系中的位置与时间发生关系，从而破坏了时空的均匀性。例如，设X1与X的平方有关，即X1=AX^2，于是两个K1系中的距离和它们在K系中的坐标之间的关系将由X1a-X1b=A(Xa^2-Xb^2）表示。现在我们设K系中有一单位长度的棒，其端点落在Xa=2m和Xb=1m处，则X1a-X1b=3Am。这同一根棒，其端点在Xa=5m和Xb=4m处，则我们得到X1a-X1b=9Am。这样，对同一根棒的测量结果将随棒在空间的位置的不同而不同。为了不使我们的时空坐标系原点的选择与其他点相比较有某种物理上的特殊性，变换式必须是线性的。先写出伽利略变换：X=X1+VT1； X1=X-VT增加系数k，X=k(X1+VT1)； X1=k1(X-VT)根据狭义相对论的相对性原理，K和K1是等价的，上面两个等式的形式就应该相同（除正负号外），所以两式中的比例常数k和k1应该相等，即有k=k1。这样， X1=k（X-VT）为了获得确定的变换法则，必须求出常数k，根据光速不变原理，假设光信号在O与O1重合时（T=T1=0）就由重合点沿OX轴前进，那么任一瞬时T（由坐标系K1量度则是T1),光信号到达点的坐标对两个坐标系来说，分别是 X=CT； X1=CT1XX1=k^2 (X-VT)(X1+VT1)C^2 TT1=k^2 TT1(C-V)(C+V)由此得k= 1/ (1-V^2/C^2)^(1/2)于是T1=(T-VX/C^2) / (1-V^2/C^2)^(1/2)T= (T1+VX/C^2)/ (1-V^2/C^2)^(1/2)爱因斯坦假设：　　1．物理体系的状态据以变化的定律，同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系。 　　2．任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。”
请登录后再发表评论!学年高中物理粤教版必修二教学案：5.1、2经典力学的成就与局限性&经典时空观与相对论时空观&（数理化网）&&粤教版
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物理粤教修2第五章经典力学与物理学革命第一节经典力学的成就与局限性第二节经典时空观与相对论时空观课前自主预习1.在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，建立了一套完整的经典力学体系．答案：牛顿2.经典力学的应用受到物体运动速率的限制，即其只适用于处理运动的物体．不适用于领域中物质结构和能量不连续的现象．答案：低速微观3.凡是牛顿运动定律成立的参考系就称为，简称；而牛顿定律不成立的参考系称为．对于所有惯性系，力学规律都是相同的，或者说，一切惯性系都是．答案：惯性参考系惯性系非惯性系等效的4.相对论时空观的两个基本假设：第一是，第二是．相对论的四条重要结论是：(1)“同时”的；(2)运动的时钟；(3)运动的尺子；(4)物体质量随速度的增加而．答案：相对性原理光速不变原理相对性变慢缩短增大5.(单选)牛顿运动定律适用于下列哪种情形（）研究原子中电子的运动研究“神舟”飞船的发射研究地球绕太阳的运动研究飞机从北京飞往广州解析:经典力学适用于宏观、低速等区域，故BCD都适用，而研究微观世界的粒子―电子的运动，经典力学不再适用。答案:A课堂互动探究知识点1经典力学的成就与局限性新知探究艾萨克?牛顿爵士是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家，同时也是物理学家、数学家和哲学家，晚年醉心于炼金术和神学。他在日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则――万有引力定律和三大运动定律。这四条定律构成了一个统一的体系，被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”，由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。重点归纳一、经典力学的发展历程1．伽利略之前人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或融合在哲学之内，物理学就整体而言还没有成为独立的科学．(在这个阶段作出突出贡献的是阿基米德)2．从伽利略到牛顿这一阶段是经典力学从基本定律到建成理论体系的阶段．为经典力学打下重要基础的物理学家有：(1)伽利略：发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原理，奠定了动力学的基础．(2)笛卡儿：在伽利略研究的基础上，第一次比较完整地表述了惯性定律，并强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性．2．从伽利略到牛顿这一阶段是经典力学从基本定律到建成理论体系的阶段．为经典力学打下重要基础的物理学家有：(1)伽利略：发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原理，奠定了动力学的基础．(2)笛卡儿：在伽利略研究的基础上，第一次比较完整地表述了惯性定律，并强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性．(3)惠更斯：全面细致地解决了完全弹性碰撞问题．(4)开普勒：发现了行星运动定律．(5)牛顿：在前人研究的基础上，采用了归纳与演绎、综合与分析的方法，总结出一套普遍适用的力学运动规律――牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学(也称牛顿力学或古典力学)体系，物理学从此成为一门成熟的自然科学．3．牛顿之后这一阶段主要是后人对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善．(1)19世纪，经典力学的发展表现为一些科学家在不改变实质的条件下，用新的、更简洁的形式重新表述了牛顿运动定律，形成了分析力学．(2)经典力学由单个质点推广到多质点构成的系统：首先建立了刚体力学，随后又出现了弹性力学、塑性力学、流体力学等．二、经典力学的伟大成就1．经典力学把天上物体和地上物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合．2．在研究方法上，人们把经典力学中行之有效的实验和数学相结合的方法推广到物理学的各个分支学科上，相继建立了热学、声学、光学、电磁学等，从而形成了完整的经典物理学体系．3．经典力学与其他基础科学相结合产生了一些交叉性的分支学科，最早的是与天文学结合产生的天体力学，成为现代高度发达的航空航天技术的理论基础．没有经典力学也就没有今天的空间科学．4．20世纪以来，出现了更多的与经典力学相结合的交叉学科．三、经典力学的局限性和适用范围1．局限性(1)经典力学的应用受到物体运动速率的限制．当物体的速率接近光速时经典力学不再成立．当物体运动的速率接近于真空中的光速时，经典力学的许多观念将发生重大变化．(2)牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象．牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象.19世纪和20世纪之交，物理学的三大发现，即X射线的发现、电子的发现和放射性的发现，使物理学的研究由宏观领域进入微观领域，特别是20世纪初，量子力学的建立，出现了与经典力学不同的新观念．2．适用范围经典力学只适用于低速运动的宏观物体[例1]（单选）20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子，下列说法不正确的是( )A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论B．人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的C．不同领域的事物各有其本质与规律D．人们应当不断的扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律解析：选A.人们对客观世界的认识要受到所处时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形．答案：A触类旁通1.(单选)下列说法正确的是()A．牛顿运动定律就是经典力学B．经典力学的基础是牛顿运动定律C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有问题D．经典力学可以解决自然界中所有问题解析：经典力学包括的内容分为力、热、电、光、原五大部分．经典力学是以牛顿定律为基础的．答案：B知识点2经典时空观与相对论时空观新知探究阿尔伯特?爱因斯坦(AlbertEinstein)，美籍德国犹太裔，世界十大杰出物理学家之一，现代物理学的开创者、集大成者和奠基人。同时也是一位著名的思想家和哲学家。相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由阿尔伯特?爱因斯坦创立，依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，共同奠定了近代物理学的基础。相对论（Relativity）的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论（SpecialRelativity）和广义相对论（GeneralRelativity）的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯性参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于1915年（爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作，在1916年初正式发表相关论文）。重点归纳一、经典时空观1．惯性系与非惯性系定义：牛顿运动定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系.牛顿运动定律不成立的参考系，称为非惯性系．2．伽利略的相对性原理概述：对于所有的惯性系,力学规律是相同的,或者说一切惯性系都是等效的．3．经典力学的时空观(1)概述：绝对的真实的数学时间,就其本质而言，是永远均匀地流逝，与任何外界无关．绝对空间就其本质而言是与任何外界事物无关的，它从不运动，并且永远不变.这就是经典力学的时空观，也称为绝对时空观．(2)几个具体结论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．空间是绝对静止不动的(即绝对空间)，时间是绝对不变的(即绝对时间)．空间和时间跟任何外界物质的存在及其运动情况无关．空间是三维欧几里得空间，时间是一维的，空间和时间彼此独立．二、相对论时空观1．狭义相对论的两个假设(1)在不同的惯性参考系中，一切物理规律都相同――相对性原理．(2)不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都相同――光速不变原理．这是爱因斯坦在前人的实验基础上提出的假设，这两个假设就是狭义相对论的基础．2．狭义相对论的几个结论(1)“同时”的相对性；对于光速不变的原理的证明，首先对“同时”这个概念进行了研究：在一个惯性系中同时发生两个事件，在另一个惯性系中可能是不同时的，即“同时”是相对的．(2)运动的时钟变慢；时钟相对于观察者运动时，观察者会看到它变慢了，运动速度越快，效果越明显．即运动的时钟变慢．在运动参考系中的时间节奏变缓慢了.(一切物理过程、化学过程乃至观察者自己的生命节奏均变慢了)日常生活中的时间延缓效应可以忽略，在运动速度接近光速时,则变得特别重要．(3)运动的尺子缩短；一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，而在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化.(4)物体质量随速度的增加而增大．物体运动时的质量比静止时的质量大，且速度越大，质量越大，当速度接近光速时，质量趋于无穷大．[例2](单选)属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )A．真空中光速不变B．时间间隔具有相对性C．物体的质量不变D．物体的能量与质量成正比解析：狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等，所以只有A项正确．答案：A触类旁通2.（单选）在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随着物体运动速度的变化而变化，其原因是( )A．运动中的物体无法称量质量B．物体的速度远小于光速，质量变化极小C．物体的质量太小D．物体的质量不随速度的变化而变化解析：日常生活中见到的物体的速度都很小，远远小于光速，所以质量变化很小，故B选项正确．答案：B方法技巧\易错易混\实验透视易错易混忽略经典力学与相对论的适用范围经典力学的适用范围是低速宏观的物体；相对论的适用范围是高速运动的物体，这个速度接近光的速度．【例3】关于时间、长度和质量的测量，下列说法正确的是( )A．时间均匀流逝，物体的长度一定，它们与参考系的速度无关B．物体的质量是物体的固有属性，无论在哪一个参考系中测量都是一样的C．物体的速度越大，物体的质量越大D．无论是时间、长度，还是质量，其测量都与所选的参考系的速度有关错因：忽略了经典力学和相对论的适用范围，不知道选项C、D到底哪一个正确．正解：只有在参考系的速度与光速相接近时，相对论才是成立的，当物体的速度远远小于光速时，尽管速度增加，物体的长度、质量以及过程所经历的时间都可以看成是不变的．答案：D触类旁通3．(单选)对时间、空间的理解，下列说法正确的是()A．时间均匀流逝，与外界无关B．空间从不运动，永远不变，与外界任何事物无关C．一个事件的发生所用的时间，在不同参考系里测量是不一样的D．空间与时间彼此独立、互不关联解析：经典力学认为空间与时间彼此独立、互不关联，这就是牛顿的绝对时空观．当参考系的速度达到可以和光速相比时，时间、空间和物质的运动密切关联，这就是相对论时空观．A、B、D显然是绝对时空观的观点，C是相对论时空观的观点．答案：C随堂练习一、单项选择题1．某人坐在匀速行驶或静止的汽车中，下列描述正确的是(C)A．当他以初速度v0竖直向上抛出一小球，观察到小球仍落到抛出点上这就说明汽车在做匀速运动B．当他观察到车顶上的雨滴做自由落体运动，则说明汽车做匀速运动C．当他观察到公路旁的大树做匀速运动，则说明汽车做匀速运动D．无论选取车内或车外的任何物体作参考系，都无法判断汽车是静止还是匀速运动解析：由伽利略相对性原理，选汽车内任何物体为参考物，均无法判断汽车做匀速运动或静止，只有选汽车以外的参考物才可以区分汽车匀速运动或静止．2．尺缩效应是指(B)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．地面上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3．光在真空中的光速为c，一光束以很高的速度在真空中向西运动，某时刻发生一次闪光，经过1s时间，该次闪光向东传播的距离是(C)A．大于cB．小于cC．等于cD．无法确定解析：由光速不变原理可知选项C对．二、双项选择题4．以下说法正确的是(BC)A．经典力学理论运用范围广，大到天体，小到微观粒子均适用B．经典力学理论的成立具有一定的局限性C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D．相对论与量子力学否定了经典力学理论解析：经典力学具有一定的局限性，只适用于宏观的低速物体，在经典物理中，质量是不随运动状态的变化而变化，在相对论中，物体质量随速度的增大而增大．5．牛顿运动定律适用于下列哪些情况(AC)A．人造地球卫星绕地球运动B．研究氢原子的运动C．大气的流动，地壳的变动D．研究原子中电子的运动6．许多科学家在物理学发展过程中作出了卓越的贡献，下列描述中正确的是(AC)A．卡文迪许用扭秤测定万有引力常量B．奥斯特发现磁生电现象C．开普勒发现行星运动的规律D．伽利略通过斜坡实验提出了惯性定律解析：奥斯特实验中发现了电生磁现象，伽利略实验总结出了力不是维持物体运动的原因，牛顿在此基础上，通过归纳总结提出了牛顿第一定律也叫惯性定律．课后巩固提升一、单项选择题1．甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，丙看到甲匀速下降，那么，从地面上看，下列各种可能性情况错误的是(A) A．甲、乙匀速下降，v甲>v乙，丙停在空中B．甲、乙匀速下降，v甲L2，而光速是不变的，故光源到后壁的距离大于到前壁的距离，所以在车上人观察到闪光先到达前壁．5．一根杆沿着车厢运动的方向固定在火车上，和车一起运动．在火车上的人看来，杆是静止的，测得杆长为L，地面上的人认为车是运动的，测得杆长为L′，则下列说法中正确的是(B)A．地面上的人与车上的人测得杆长相等，即L＝L′B．地面上的人与车上的人测得杆长不相等，即L>L′C．地面上的人与车上的人测得杆长不相等，即L<L′D．测得的长度无法比较解析：运动物长度变短．6．地面上A、B两个事件同时发生．如图5－1－1所示，对于坐在火箭中沿两个事件发生地点A、B连线飞行的人来说，哪个事件先发生(B)图5－1－1A．A事件B．B事件C．A、B事件同时发生D．无法确定解析：以地面为参考系，A、B两事件同时发生，即如在A、B连线的中点放一时钟，将同时接收到来自A、B的信号，设想该时钟以与火箭相同的速度飞行，则先接收到来自B的信号，后接收到来自A的信号，即以火箭(或火箭上的人)为参考系，B事件先发生．二、双项选择题7．下列哪些观点是正确的(BD)A．在经典力学中，物体的质量是随物体运动状态的改变而改变的B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性．它只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观物体，不适用于微观物体C．相对论与量子力学的出现否定了经典力学理论D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳――演绎法”是经典力学方法的典型8．为经典物理学的建立作出重要贡献的科学家除了我们熟知的牛顿、伽利略和哥白尼外，还有(AB)A．开普勒B．笛卡儿C．列宁D．爱因斯坦9．运用相对论时空观，关于质量和长度，下列说法中正确的是(BD)A．物体的质量与位置、运动状态无任何关系，是物质本身属性B．物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计C．物体的长度与运动状态无关，是物质本身的属性D．物体的长度与运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计解析：由相对论时空观，物体速度越快，质量越大，长度越短．10．下列说法中正确的是(BC)A．伽利略相对性原理表明，对于两个做匀速直线运动的惯性系来说，我们可以简单地判断，惯性系处于绝对静止或者是绝对运动状态B．伽利略相对性原理表明，对于两个做匀速直线运动的惯性系来说，我们不可能判断哪个惯性系处于绝对静止或绝对运动状态C．伽利略相对性原理实质上指出了在惯性运动的范围内不存在绝对空间和绝对运动D．伽利略相对性原理实际上指出了在惯性运动范围内存在绝对空间和绝对运动11．关于参考系，下列说法正确的是(AC)A．要描述一个物体的运动，必须选择一个参考系B．用相对论观点描述一个物体运动不需要参考系C．凡是牛顿运动定律成立的参考系，都是惯性参考系D．所有相对惯性系做匀加速直线运动或匀速直线运动的参考系都是惯性参考系12．在匀速上升的升降机的顶板上，有一个螺帽自然脱落，下列对螺帽的运动情况的描述，正确的是(AD)A．相对于升降机螺帽做自由落体运动B．相对于升降机螺帽做竖直上抛运动C．相对于地面螺帽做自由落体运动D．相对于地面螺帽做竖直上抛运动13．关于经典力学的绝对时空观，下列说法正确的是(CD)A．时间和空间是相互联系和影响的B．同时发生的事件在不同参考系中不同时C．在任何参考系中测量的时间间隔和空间距离都是相同的D．物体的质量是恒定不变的解析：经典力学的时空观具有以下结论，时间绝对性、空间绝对性、时间间隔绝对性和质量不变．
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