相对论
一、时间和空间的相对性
1．“同时”的相对性
（1）经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是相同的。
（2）相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察不一定同时。
2．“长度”的相对性
（1）经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。
（2）相对论的时空观：“长度”也具有相对性，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。
3．时间间隔的相对性
（1）经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的。
备战高考（2）相对论的时间观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是不同的。
4．相对论时空观
（1）经典时空观：空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间和时间之间也是没有联系的。
（2）相对论时空观：空间和时间与物质的运动状态有关。
二、狭义相对论
1．狭义相对论的基本假设
（1）在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。
（2）真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。
2．时间间隔的相对性。
3．长度的相对性。
4．相对论的速度变换公式。
5．相对论质量。
6．质能方程E=mc2。
三、对狭义相对论的理解
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．光速的大小与选取的参考系无关，因为光速是从麦克斯韦方程组中推导出来的，无任何前提条件。
3．狭义相对论认为物体的质量m与物体的速度v有关，其关系式为。
四、广义相对论
1．广义相对论的两个基本原理
（1）广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是一样的。
（2）等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的。
2．广义相对论的几个结论：
（1）光在引力场中传播时，将会发生偏折，而不再是直线传播；
（2）引力场使光波发生频移；
（3）引力场中时间会延缓，引力越强，时钟走得越慢；
（4）有质量的物质存在加速度时，会向外辐射出引力波。
（2018·河北省邢台市第二中学）下列说法中不正确的是
A．一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这是经典物理学家的观点
B．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
C．一根杆的长度静止时为，不管杆如何运动，杆的长度均小于
D．如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了
【参考答案】C
【详细解析】经典物理学家的观点认为，一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，故A正确；根据，知沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度小，故B正确；一根杆的长度静止时为l0，当杆运动的方向与杆垂直时，杆的长度不发生变化，故C错误；根据相对论时空观的观点，两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了，故D正确．本题选择不正确的，故选C。
1．甲乘客乘坐在接近光速的火车上，乙观察者站在铁轨附近的地面上，甲、乙两人手中各持一把沿火车前进方向放置的米尺。则下列说法正确的是
A．甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要长
B．甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要短
C．乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要长
D．乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要短
【答案】BD
【解析】在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，乙手中的尺相对于甲接近光速运动，所以甲看到乙手中的尺的长度比乙看到自己手中的尺的长度短，故A错误，B正确；甲手中的尺相对于乙接近光速运动，所以乙看到甲手中的尺的长度比甲看到自己手中的尺的长度短，故C错误，D正确。
【名师点睛】此题考查狭义相对论的基本结论，根据狭义相对论的尺缩效应即在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点；要熟记并理解它，可以解决所有关于狭义相对论的问题。
2．（2018·湖南省岳阳县一中高二下学期期中考试）有两只对准的标准钟，一只留在地面上，另一只放在高速飞行的飞船上，则下列说法正确的是
A．飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟走得慢
B．地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得慢
C．地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得快
D．因为是两只对准的标准钟，所以两钟走时快慢相同
【答案】C
【解析】根据爱因斯坦的狭义相对论，得到运动延迟的效应；故地面上的人看到飞船上的钟变慢了，飞船上的人以自己为参考系，认为地球在高速运动，故看到地球上的钟变慢了，C正确。
（2018·江苏省高淳高级中学高三期初调研模拟）如下图所示，强强乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c。强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为________。（填写选项前的字母）
A．0.4 c                B．0.5 c              C．0.9 c          D．1.0 c
【参考答案】D
【详细解析】根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。所以壮壮观测到该光束的传播速度为c，所以ABC错误，D正确。故选D。
1．（2018·山东烟台市高三上学期期中考试）许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列说法中正确的是
A．牛顿通过理想斜面实验提出力并不是维持物体运动的原因
B．伽利略发现了行星运动的规律
C．卡文迪许通过实验测出了引力常量
D．爱因斯坦相对论的创立表明牛顿运动定律是错误的
【答案】C
【解析】伽利略通过理想斜面实验提出力并不是维持物体运动的原因，选项A错误；开普勒发现了行星运动的规律，选项B错误；卡文迪许通过实验测出了引力常量，选项C正确；爱因斯坦创立了相对论，相对论的创立并不表明经典力学已不再适用，其实，相对论与经典力学适用的范围不同，经典力学只适用于宏观低速物体，而高速物体适用于相对论。故D错误；故选C。