高中物理必备知识点：相对论简介总结4页

第十七章 相对论简介
这一章介绍高速物体的运动规律和相对论的时空观。这章的教学有两个特点。 第一，我们平时接触的都
是低速运动，因此本章很多结论与日常经验不一致，难于接受。第二，相对论的全面阐述要用到较多的高等
数学知识，所以这章许多结论都是直接给出的。相对论内容非常抽象，不易理解，但考纲对本章要求不高，
只要记住结论就行。
【教学要求】
1．了解相对论的几个基本假设。
2．知道长度、时间的相对性。
3．初步了解相对论速度、质量变换公式。
4．了解爱因斯坦质能关系。
【知识再现】[来源:学.科.网 Z.X.X.K]
选 修
3-4
本章概览
知识网络
考点剖析
相对论简介
相对论的诞生：伽利略相对性原理
狭义相对论的两个基本假设：狭义相对性原理；光速不变原理
时间和空间的相对性：“同时”的相对性
长度的相对性―― 2
0 )(1 c
v
ll −=
时间间隔的相对性――
2)(1
c
v
t
−
∆=∆ τ
相对论的时空观
狭义相对论的其他结论：相对论速度变换公式――
2
1
c
vu
vu
u ′
+
′
=
相对论质量――
2
0
)(1
c
v
m
m
−
=
质能方程
2mcE =
广义相对论简介：广义相对性原理；等效原理
广义相对论的几个结论：物质的引力使光线弯曲
引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别

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．相对于一个惯性系做
运动的另一个参考系也是惯性系．
2．狭义相对论的两个基本假设
(1)狭义相对性原理： 。
(2)光速不变原理： 。
3．相对论质量
物体以速度 v 运动时的质量 m 与静止时的质量 m0 之间的关系
4．质能方程：E＝mc2
知识点一狭义相对论的两个基本假设
1．伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。
2．狭义相对性原理：在不同的惯性参考系，一切物理规律都是相同的
3．光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关
系。
注意：光速与光源的运动和观察者无关。
4．对两个基本原理的正确理解
①自然规律不仅包括力学规律，还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律。
②强调真空中的光速不变指大小既不依赖于光源或观察者的运动，也不依赖于光的传播方向。
③几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速，结果都不违背光速不变原理。
【应用 1】下列说法正确的是 （ ）
A．力学规律在任何参考系中都是相同的
B．在所有惯性系中物理规律都是相同的
C．在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同 D．牛顿运动定律在非惯性系中不变
导示:在所有的惯性参考系中，物理规律都是相同的，在非惯性参考系中，牛顿运动定律不再选用。故选 B
知识点二时间和空间的相对性
1．“同时”的相对性：“同时”是相对的。在一个参考系中看来“同时”的，在另一个参考系中却可能“不
同时”。
理解：由于光速不变，即光速在任何惯性系中都是相同的，那么当另一个惯性系的速度能够和光速相比时，
同时性就是相对的。即在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一个惯性系中就不一定是同时发生的。
2．长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。即
式中 l，是与杆相对运动的人观察到的杆长，l0是与杆相对静止的人观察到的杆长。
注意：①在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化。
②这种长度的变化是相对的，如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与他们一起运动的两位
观察者都会认为对方的杆缩短了。
3．时间间隔的相对性：从地面上观察，高速运动的飞船上时间进程变慢，飞船上的人则感觉地面上的时间进
2
0
)(1
c
v
m
m
−
=
重点突破
2
0 )(1 c
v
ll −=
2)(1
c
v
t
t
−
′∆=∆

程变慢。
式中 是与飞船相对静止的观察者测得的两事件的时间间隔， 是地面上观察到的两事件的时间间隔。
4．相对论的时空观：经典物理学认为，时间和空间是脱离 物质而独立存在的，是绝对的，二者之间没有联
系；相对论则认为时间...