中学物理“相对论”教材教法新思考

物理学,可以毫不夸张地说是科学技术之母。怎样尽早地把近现代物理知识通俗易懂地介绍给中学生朋友是值得我们深思的一个问题,下面结合多年的教学实践和经验简单地谈谈“相对论”的中学教法。一、“狭义相对论”的基本原理是什么1.相对性原理:在所有的惯性系中,物理学上的基本定律是相同的。2.光速不变原理:在所有的惯性系中,真空中的光速具有相同的量值c。所谓相对性原理是指所有物理学的基本规律在不同的惯性系中具有相同的形式。所谓光速不变原理是指光的传播速度与所选择的参考系无关。在同一参考系中,光速与光传播的方向以及光源是否运…     

以地面为参考系时滑块的机械能不守恒

《物理教学》2005年第10期P28刊登了贵州沿河县民族中学冯键老师的一篇文章,文中他通过对一道物理题解答后提出了下列问题:根据力学相对性原理,任何力学规律在任一惯性参考系内具有相同的形式。机械能守恒定律作为重要的力学规律,理应满足力学相对性原理。既然车厢和地面都是惯性系,为什么机械能守恒定律在车厢参考系内成立,而在地面参考系中不成立呢?这个问题值得思考与讨论。作为同行,本人想谈一些肤浅的看法,希望能起到抛砖引玉的作用。1要正确理解伽利略的力学相对性原理在彼此作匀速运动的一切参考系(S、S′)中,伽利略变换t=t′(时间…     

狭义相对论浅涉

一、狭义相对论的基本假设 1．伽利略的相对性原理 为描述物体的机械运动所取的参考系，根据牛顿运动定律是否适用而分别称作惯性参考系与非惯性参考系；伽利略通过实验指出：在任何一个惯性系内部所做的任何力学实验都无法确定该参考系是静止的还是在做匀速直线运动，一切彼此相对做匀速直线运动的惯性参考系，对于描写运动的力学规律是完全等价的，并不存在某一个比其他惯性系更为优越的惯性系，任何力学实验都不可能确定某个惯性系是否“绝对静止”．     

中学物理竞赛中狭义相对论的考试分析

竞赛大纲中对狭义相对论部分的要求是知道爱因斯坦假设、时间和长度的相对论效应。爱因斯坦的两条重要假设,1.相对性原理:所有惯性系都是平权的,在它们之中所有的物理规律都一样。2.光速不变原理:在所有的惯性系中测量到的真空光速都是一样的。     

伽利略相对性原理及其动力学应用

本文从伽利略相对性原理出发,根据时间间隔、空间距离在不同惯性参考系相同的结论,得出在不同的惯性参考系中物体的加速度、匀变速直线运动的表达式相同,进而得到在不同的惯性系中动力学规律（如牛顿运动定律、动量守恒定律）均相同．并分别举例说明更换惯性参考系后,可以明显简化动力学问题的解答过程．     

力学参考系问题初探

为了描述物体的机械运动,我们需要选取参考系,在不同的参考系中,对物体运动的描述也是不同的.参考系有两种,惯性参考系和非惯性参考系.惯性参考系是牛顿运动定律成立的参考系,非惯性参考系是牛顿运动定律不成立的参考系.在一切彼此做匀速直线运动的惯性系中,描述运动的力学规律完全是等价的.这就是力学的相对性原理.而在非惯性参考     

力学参考问题初探

为了描述物体的机械运动，我们需要选取参考系，在不同的参考系中，对物体运动的描述也是不同的． 参考系有两种，惯性参考系和非惯性参考系．惯性参考系是牛顿运动定律成立的参考系，非惯性参考系是牛顿运动定律不成立的参考系．在一切彼此做匀速直线运动的惯性系中，描述运动的力学规律完全是等价的．这就是力学的相对性原理．而在非惯性参考系中的描述却是截然不同!     

利用洛伦兹变换创建双标度时空坐标的设想

洛伦兹变换是建立在光速不变原理和狭义相对性原理两个假设的基础上,并引用了伽利略变换原理而得出的结论.因为光速和两惯性系的相对运动速度都是常数,所以,洛伦兹变换实质上就是在两个惯性系间进行的时间和空间的坐标变换.因为相对性原理的意义在于自然现象或物理形式对任何惯     

从相对性原理看位移与功的相对性

众所周知,牛顿动力学规律适用于惯性系．当从一种惯性系转变为另一种惯性系时,牛顿定律的形式将不发生改变,即牛顿定律在任何惯性参考系面前都是平等的或平权的．也可以说对于描述力学规律来说,一切惯性系都是等价的．这叫力学的相对性原理或伽利略相对性原理．在一般力学教材上只是指出了速度、位移和功都具有相对性,但都没有给出具体的详细讨论,本文从几个物理量方面讨论他们的相对性关系．     

相对论、引力理论和宇宙学的发展

十九世纪末、二十世纪初,电磁学的许多实验与牛顿理论的矛盾都很尖锐.为此,一些物理学家意识到牛顿理论存在问题以及新理论将必然产生.1905年,爱因斯坦以狭义相对性原理和光速不变原理为基础建立了狭义相对论(四维平直时空理论),该理论以惯性系之间的洛伦兹坐标变换代替牛顿理论中的伽利略变换,因而要求一切物理定律在洛伦兹坐标变换下保持不变(即"狭义相对性原理").     

浅谈惯性系和非惯性系中的力学规律

中学阶段有关牛顿的力学规律在使用时一般是以地面为参考系的,那么在运动的惯性系和非惯性系中应如何使用这些力学规律呢?下面就这个问题作一探讨.一、运动的惯性系中的力学规律由于在所有的惯性系中遵循相同的物理规律,也就是说所有的惯性系是等价的.所以,在运动的惯性系中各类运动学公式、牛顿运动定律、动能定理、动量定理、机械能守恒定律、动量守恒定律都是成立的,只不     

浅析高中物理中的狭义相对论

基于事件和惯性参考系,探讨狭义相对论两个基本假设以及时间和空间的相对性,以便进一步理解和掌握狭义相对论主要内容。     

狭义相对论浅涉

一、竞赛涉及的知识概要1.狭义相对论的两条基本原理(1)爱因斯坦假设　这是爱因斯坦在 190 5年依据迈克耳逊光干涉实验中“无论光在以太中怎样传播 ,以太风对光速都没有影响”、预期的干涉条纹的移动始终不能出现令人惊讶的事实而提出的 ,爱因斯坦扬弃了宇宙中存在以太介质的假说及绝对参照系的想法 ,大胆总结出解释迈克耳逊实验的两条狭义相对论基本原理 :1狭义相对论的相对性原理 :一切彼此相对做匀速直线运动的惯性参照系 ,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 :在彼此相对做匀速直线运动的任一惯性参照系中 ,所测得的…     

匀速转动刚体的相对论效应

1905年,爱因斯坦以惊人的胆识和创新精神提出了狭义相对性原理和光速不变原理,并在这两个原理的基础上建立了狭义相对论。随后,爱因斯坦又经过了十年的艰苦努力,于1916年建立了广义相对论。狭义相对论变革了从牛顿以来形成的绝对时空概念,揭示了时间和空间的统一性和相对性,建立了新的时空观。狭义相对论中的质能关系为原子能的利用奠定了理论基础。广义相对论把相对论原理推广到非惯性参考系和弯曲空间,从而建立了新的引力理论,并为科学地研究宇宙结构开辟了道路。     

相对论、引力理论和字宙学的发展

十九世纪末、二十世纪初，电磁学的许多实验与牛顿理论的矛盾都很尖锐。为此，一些物理学家意识到牛顿理论存在问题以及新理论将必然产生。1905年，爱因斯坦以狭义相对性原理和光速不变原理为基础建立了狭义相对论（四维平直时空理论），该理论以惯性系之间的洛伦兹坐标变换代替牛顿理论中的伽利略变换，因而要求一切物理定律在洛伦兹坐标变换下保持不变（即“狭义相对性原理”）。     

运动合成与分解的基本规律及应用——高考物理考点精析

一、运动的绝对性、相对性和运动参考系1.运动的绝对性——一切物体 (不论是宏观天体还是微观粒子 )都在不停地运动 ,没有绝对静止的物体 .因此 ,物体的空间位置和运动性质只具有相对意义 .为了确定物体的位置 ,研究物体的运动性质 ,必须选一个作为参考的、假定不动的物体——参考系 ,即假定静止的“观察站”.2 .运动的相对性——物体运动的性质随所选取的参考系不同而不同 .3.两种参考系 :惯性系——牛顿第一、第二定律成立的参考系 ,叫做惯性系 ;非惯性系——牛顿第一、第二定律不成立的参考系 ,叫做非惯性系 .惯性系和非惯性系的划分不是…     

略述狭义相对论

一、伽利略变换式 牛顿力学相对性原理遇到的困难 （一）伽利略变换式 经典力学的相对性原理 在力学中,我们曾处理过不同的惯性参考系中物体的速度、加速度的关系．这里我们再作进一步的讨论．     

光的惯性——关于狭义相对论观点的一个误解

分析了在狭义相对论理解上的一个错误观点,说明光具有惯性.基于光速不变原理和狭义相对性原理的速度合成法则及尺缩-钟慢效应,是一个统一自洽的整体.相时论的正确性是可靠的.     

相对论简介（之4）（高二、高三）

惯性力惯性质量和引力质量 1.知识内容提要 (1)非惯性系和惯性力 如果在一个参考系中牛顿运动定律能够成立,这个参考系称做惯性参考系.牛顿运动定律不能成立的参考系则是非惯性参考系.相对某惯性参考系以加速度a做加速运动或旋转的系统是非惯性参考系.由于地球自转,地面各点都在做圆周运动,具有向心加速度,所以严格说来地球并不是惯性参考系.     

相对性和相对性原理不能混淆

力学的相对性原理,并不是中学物理教学大纲中的内容,中学教师一般也不用对学生介绍相对性原理.相对性原理是跟惯性系相联系的.在经典力学中,对于不同的惯性系,同一物体的加速度是相同的.简证如下: 设某一运动物体相对于S惯性系的速度为u,相对于另一惯性系S′的速度为u′,而S′相对S的速度是u,则由经典速度合成定理(可以用伽利略变换式推出)写出: