《高中物理 第5章 新時空觀的確立章末總結同步備課課件 滬科版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第5章 新時空觀的確立章末總結同步備課課件 滬科版選修34（28頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第5章章末總結內容索引知識網絡構建 重點題型探究 當堂達標檢測知識網絡構建(1)愛因斯坦相對性原理(2)_原理新時空觀的確立電磁場理論引發(fā)的怪異問題狹義相對論光速不變相對論兩條公設同時的相對性相對論速度變換公式時間是相對的相對長度公式相對質量公式狹義相對論幾個重要結論2=1( )ttcv21u=cuvu v221l = lcv20=1( )mmcv質能關系_Emc2新時空觀的確立相對論廣義相對性原理等效原理預言與證實時空彎曲光線彎曲引力_移廣義相對論相對論新時空觀的確立兩個基本原理無窮的宇宙：宇宙的起源、宇宙的演化紅重點題型探究一、時空的相對性1.同時的相對性同時的相對性在經典物理學中，如果兩
2、個事件在一個參考系中認為是同時的，在另一個參考系中一定也是同時的；而根據狹義相對論的時空觀，同時是相對的.2.時間間隔的相對性時間間隔的相對性與運動的慣性系相對靜止的人認為兩個事件時間間隔為t，地面觀察者測得的時間間隔為t，則兩者之間關系為t . 2=1( )ttcv3.長度的相對性長度的相對性(1)如果與桿相對靜止的人認為桿長是l，與桿相對運動的人認為桿長是l，則兩者之間的關系為：ll(2)一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度短.21( )cv例例1 如圖1所示，你站在一條長木桿的中央附近，看到木桿落在地上時是兩頭同時著地.所以，你認為這木桿是平著落到了地上.而此時飛飛小姐正
3、以接近光速的速度沿AB方向從木桿前面掠過，她看到B端比A端先落到地上，因而她認為木桿是向右傾斜著落地的.她的看法是否正確？解析答案圖1答案答案正確解析解析在靜止的參考系中，A、B兩端同時落地，而飛飛是運動的參考系，在她看來，沿運動方向靠前的事件先發(fā)生.因此B端先落地.例例2 某列長為100 m的火車，若以v2.7108 m/s的速度做勻速直線運動，則對地面上的觀察者來說其長度縮短了多少？解析答案答案答案56.4 m解析解析根據公式ll 知，長度縮短了llll ，代入數據可得l56.4 m.二、相對論速度變換公式設參考系對地面的運動速度為v，參考系中的物體以速度u沿參考系運動的方向相對參考系運動
4、，那么物體相對地面的速度u為：u= .(1)當物體運動方向與參考系相對地面的運動方向相反時，公式中的u取負值.(2)若物體運動方向與參考系運動方向不共線，此式不可用.(3)由上式可知：u一定比uv小，但當uc時，可認為uuv，這就是低速下的近似，即經典力學中的速度疊加.(4)當uvc時，uc，證明了光速是速度的極限，也反證了光速不變原理.例例3 設想地球上有一觀察者測得一宇宙飛船以0.60c的速率向東飛行，5.0 s后該飛船將與一個以0.80c的速率向西飛行的彗星相碰撞.試問：(1)飛船中的人測得彗星將以多大的速率向它運動？解析答案答案答案0.946c解析解析取地球為S系，飛船為S系，向東為x
5、軸正向.則S系相對S系的速度v0.60c，彗星相對S系的速度ux0.80c.由相對論速度變換公式可求得慧星相對飛船的速率ux 0.946c，即彗星以0.946c的速率向飛船靠近.(2)從飛船中的時鐘來看，還有多少時間允許它離開航線，以避免與彗星碰撞？解析答案答案答案4.0 s解析解析把t0t00時的飛船狀態(tài)視為一個事件，把飛船與彗星相碰視為第二個事件.這兩個事件都發(fā)生在S系中的同一地點(即飛船上)，地球上的觀察者測得這兩個事件的時間間隔t5.0 s，根據時鐘延緩效應可求出t，由t 5.0 s，解得t4.0 s，即從飛船上的時鐘來看，還有4.0 s的時間允許它離開原來的航線.三、質速關系和質能關
6、系1.質速關系質速關系物體的質量會隨物體的速度的增大而增加，物體以速度v運動時的質量m與靜止時的質量m0之間的關系m .(1)vc時， 0此時有mm0，也就是說：低速運動的物體，可認為其質量與物體的運動狀態(tài)無關.(2)物體的運動速率無限接近光速時，其相對論質量也將無限增大，其慣性也將無限增大.其運動狀態(tài)的改變也就越難，所以超光速是不可能的.2.質能關系質能關系(1)相對于一個慣性參考系，以速度v運動的物體其具有的能量Emc2其中E0m0c2為物體相對于參考系靜止時的能量.(2)物體的能量變化E與質量變化m的對應關系為Emc2.例例4 一電子以0.99c的速率運動.問：(1)電子的總能量是多少？
7、解析答案答案答案5.81013 J(2)電子經典力學的動能與相對論動能之比是多少？(電子靜止質量m09.11031 kg)解析答案答案答案8102當堂達標檢測1.(多選)關于質量和長度，下列說法中正確的是A.物體的質量與位置、運動狀態(tài)無任何關系，是物體本身的屬性B.物體的質量與位置、運動狀態(tài)有關，只是在速度較小的情況下，其影 響可忽略不計C.物體的長度與運動狀態(tài)無關，是物體本身的屬性D.物體的長度與運動狀態(tài)有關，只是在速度較小的情況下，其影響可忽 略不計12345解析解析由相對論原理可知B、D正確.解析答案2.如圖2所示，假設一輛由超強力電池供電的摩托車和一輛普通有軌電車，都被加速到接近光速；
8、在我們的靜止參考系中進行測量，哪輛車的質量將增大A.摩托車 B.有軌電車C.兩者都增加 D.都不增加解析答案圖212345解析解析在相對論中普遍存在一種誤解，即認為運動物體的質量總是隨速度增加而增大；當速度接近光速時，質量要趨于無窮大.其實物體質量增大只是發(fā)生在給它不斷輸入能量的時候，而不一定是增加速度的時候.對有軌電車，能量通過導線從發(fā)電廠源源不斷輸入，而摩托車的能源卻是它自己帶的.有能量不斷從外界輸入有軌電車，但沒有能量從外界輸給摩托車.能量對應于質量，所以有軌電車的質量將隨速度增加而增大，而摩托車的質量不會隨速度增加而增大.123453.火箭以 c的速度飛離地球，在火箭上向地球發(fā)射一束高
9、能粒子，粒子相對地球的速度為 c，其運動方向與火箭的運動方向相反.則粒子相對火箭的速度大小為解析答案12345123454.一個以2108 m/s的速度運動著的球，半徑為a，試分析靜止著的人觀察球會是什么樣的形狀？解析答案答案答案長軸為2a，短軸為1.49a的橢球體123455.電子的靜止質量m09.111031 kg.(1)試用焦耳和電子伏為單位來表示電子的靜質能.解析答案答案答案8.21014 J0.51 MeV解析解析由質能關系得E0m0c29.111031(3108)2 J8.21014 J eV0.51 MeV.12345(2)靜止電子經過106 V電壓加速后，其質量和速率各是多少？解析答案答案答案2.95m00.94c12345
高中物理 第5章 新時空觀的確立章末總結同步備課課件 滬科版選修34
