《物理 第六章 相對(duì)論 4 相對(duì)論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系 5 廣義相對(duì)論點(diǎn)滴（選學(xué)） 教科版選修3-4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第六章 相對(duì)論 4 相對(duì)論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系 5 廣義相對(duì)論點(diǎn)滴（選學(xué)） 教科版選修3-4（25頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、4相對(duì)論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系5廣義相對(duì)論點(diǎn)滴(選學(xué))第六章相對(duì)論學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道相對(duì)論速度變換公式、相對(duì)論質(zhì)量和質(zhì)能方程.2.了解廣義相對(duì)論的基本原理.3.初步了解廣義相對(duì)論的幾個(gè)主要觀點(diǎn)以及主要觀測(cè)證據(jù).內(nèi)容索引重點(diǎn)探究啟迪思維 探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ)自主預(yù)習(xí)一、相對(duì)論的速度變換一、相對(duì)論的速度變換設(shè)高速行駛的火車對(duì)地面的速度為u，車上的人相對(duì)火車以速度v運(yùn)動(dòng)，那么人相對(duì)地面的速度v為：v二、相對(duì)論質(zhì)量和能量二、相對(duì)論質(zhì)量和能量1.物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間的關(guān)系是：m_.2.愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系式：E ，m是物體的質(zhì)量，E是它具有的
2、能量.mc2三、廣義相對(duì)論點(diǎn)滴三、廣義相對(duì)論點(diǎn)滴1.廣義相對(duì)論的基本原理(1)廣義相對(duì)性原理：在 中物理規(guī)律都是一樣的.(2)等效原理：一個(gè)不受引力作用的加速系統(tǒng)跟一個(gè)受引力作用的_是等效的.2.廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論(1)光在引力場(chǎng)中傳播時(shí)，將會(huì)發(fā)生 .(2)引力作用使光波發(fā)生 .(3)在引力場(chǎng)中時(shí)間會(huì) .(4)當(dāng)兩個(gè)天體相互繞轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)向外界輻射引力波.任何參考系慣性系統(tǒng)偏折頻移延緩即學(xué)即用即學(xué)即用判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)根據(jù)相對(duì)論速度變換公式，兩個(gè)物體的速度無(wú)論多大，它們的相對(duì)速度也不會(huì)大于光速c.()(2)在相對(duì)論力學(xué)中，物體靜止時(shí)的質(zhì)量最小.()(3)根據(jù)質(zhì)能方程，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量，
3、能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量.()(4)一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)，這就是著名的等效原理.()答案重點(diǎn)探究一、相對(duì)論速度變換公式導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究一列車正以u(píng)50 m/s的速度高速行駛，列車內(nèi)一乘客以相對(duì)列車v5 m/s的速度向前跑，站臺(tái)上的觀察者測(cè)得該乘客的速度是多大？若列車的速度是0.9c，乘客的速度是0.5c，那么站臺(tái)上的觀察者測(cè)得該乘客的速度是0.9c0.5c1.4c嗎？為什么？答案答案站臺(tái)上的觀察者測(cè)得該乘客的速度是55 m/s.不是.因?yàn)楦鶕?jù)狹義相對(duì)論原理，光速c是極限速度，任何物體的速度不可能超過(guò)光速.答案知識(shí)深化知識(shí)深化對(duì)相對(duì)論速度變換公式的理解對(duì)相對(duì)論速度變換公式的理解
4、(1)公式v 是矢量式.若人運(yùn)動(dòng)方向與火車運(yùn)動(dòng)方向相同，則v取正值.若人運(yùn)動(dòng)方向與火車運(yùn)動(dòng)方向相反，則v取負(fù)值.(2)如果uc，vc時(shí)， 可忽略不計(jì)，這時(shí)相對(duì)論的速度變換公式可近似為vvu.(3)若vc，uc，則vc，表明一切物體的速度都不能超過(guò)光速.(4)該變換公式只適用于同一直線上勻速運(yùn)動(dòng)速度的變換，對(duì)于更復(fù)雜的情況不適用.解析解析已知v0.05c，u0.8c.由相對(duì)論速度變換公式得例例1一粒子以0.05c的速率相對(duì)實(shí)驗(yàn)室參考系運(yùn)動(dòng).此粒子衰變時(shí)發(fā)射出一個(gè)電子，電子相對(duì)于粒子的速度為0.8c，電子的衰變方向與粒子運(yùn)動(dòng)方向相同，求電子相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室參考系的速度.答案解析答案答案0.817c答案
5、答案速度不可以超過(guò)光速.因?yàn)榛匦铀倨鞯睦碚摶A(chǔ)是粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期(T )等于交變電場(chǎng)的周期；速度較小時(shí)粒子的質(zhì)量m可以認(rèn)為不變，周期T不變，電場(chǎng)變化與粒子圓周運(yùn)動(dòng)同步，但速度較大時(shí)，粒子質(zhì)量增大明顯，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T變大，無(wú)法做到圓周運(yùn)動(dòng)的周期與交變電場(chǎng)的周期同步.二、相對(duì)論質(zhì)量和質(zhì)能方程導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究回旋加速器中磁場(chǎng)一次次把粒子拉到狹縫處，狹縫處的電場(chǎng)一次次加速帶電粒子.假如回旋加速器的半徑可以增大到很大，磁感應(yīng)強(qiáng)度足夠大，經(jīng)回旋加速器加速的粒子的速度可以達(dá)到任意速度甚至超過(guò)光速嗎？為什么？答案知識(shí)深化知識(shí)深化對(duì)相對(duì)論質(zhì)量的理解對(duì)相對(duì)論質(zhì)量的理解(1)相對(duì)論質(zhì)量m(2)
6、因?yàn)榭傆衯c，所以運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量m總要大于它靜止時(shí)的質(zhì)量m0，但當(dāng)vc時(shí)，mm0，所以低速運(yùn)動(dòng)的物體，可認(rèn)為其質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān).(3)微觀粒子的速度很大，因此粒子質(zhì)量明顯大于靜止質(zhì)量. 例例2為使電子的質(zhì)量增加到靜止質(zhì)量的兩倍，需有多大的速度A.6.0108 m/s B.3.0108 m/sC.2.6108 m/s D.1.5108 m/s答案解析例例31905年，愛(ài)因斯坦創(chuàng)立了“相對(duì)論”，提出了著名的質(zhì)能方程，下面涉及對(duì)質(zhì)能方程理解的幾種說(shuō)法中正確的是A.若物體能量增大，則它的質(zhì)量增大B.若物體能量增大，則它的質(zhì)量減小C.Emc2中能量E其實(shí)就是物體的內(nèi)能D.由Emc2知質(zhì)量和能量可以互相
7、轉(zhuǎn)化答案解析解析解析由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，物體具有的與質(zhì)量相對(duì)應(yīng)的能量稱為質(zhì)能.Emc2表明質(zhì)量與能量之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，物體吸收或放出能量，則對(duì)應(yīng)其質(zhì)量會(huì)增加或減少，質(zhì)量與能量并沒(méi)有相互轉(zhuǎn)化，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤，A項(xiàng)正確；Emc2中能量E包括靜止能量E0和動(dòng)能Ek，而非物體的內(nèi)能，C項(xiàng)錯(cuò)誤. 解析解析從廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)可以得出：物質(zhì)的引力使光線彎曲；引力場(chǎng)的存在使得空間不同位置的時(shí)間進(jìn)程出現(xiàn)差別，如在矮星表面的引力很強(qiáng)，那里的時(shí)間進(jìn)程變慢，從而導(dǎo)致引力紅移，所以正確的選項(xiàng)為A、C、D.例例4(多選)下列說(shuō)法中正確的是A.物質(zhì)的引力使光線彎曲B.光線彎曲的原因是介質(zhì)不均勻而非引力作用C
8、.在強(qiáng)引力的星球附近，時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢D.廣義相對(duì)論可以解釋引力紅移現(xiàn)象答案解析三、廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論總結(jié)提升總結(jié)提升1.光線在引力場(chǎng)中彎曲，以及引力紅移現(xiàn)象都是在引力場(chǎng)很強(qiáng)的情況下產(chǎn)生的.2.光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的現(xiàn)象，在我們的日常生活中仍然成立.達(dá)標(biāo)檢測(cè)1234答案答案0.88c1.(相對(duì)論速度變換公式相對(duì)論速度變換公式)一高能加速器沿相反方向射出兩個(gè)粒子，速度均為0.6c，則它們的相對(duì)速度大小是多少？答案解析1234解析解析以其中任意一個(gè)粒子為運(yùn)動(dòng)參考系，要求的就是另一個(gè)粒子在該運(yùn)動(dòng)參考系下的運(yùn)動(dòng)速度v.由題意知，運(yùn)動(dòng)參考系相對(duì)靜止參考系的速度u0.6c，另一粒子相對(duì)于靜止參考
9、系的速度v0.6c.可解得v0.88c故兩粒子的相對(duì)速度大小為0.88c.1234答案答案60%2.(相對(duì)論質(zhì)量相對(duì)論質(zhì)量)星際火箭以0.8c的速率飛行，其靜止質(zhì)量為運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的百分之幾？答案解析解析解析設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為m，1234答案答案5.81013 J3.(質(zhì)能方程質(zhì)能方程)一電子(m09.11031 kg)以0.99c的速率運(yùn)動(dòng).問(wèn)：(1)電子的總能量是多大？答案解析1234答案答案0.08(2)電子的經(jīng)典力學(xué)的動(dòng)能與相對(duì)論的動(dòng)能的比值是多大？答案解析相對(duì)論的動(dòng)能為：EkEE0mc2m0c2解析解析根據(jù)廣義相對(duì)論基本原理可知，選項(xiàng)A、D正確.12344.(廣義相對(duì)論廣義相對(duì)論)(多選)下列說(shuō)法中正確的是A.在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的，這就是廣義相對(duì)性原理B.在不同的參考系中，物理規(guī)律都是不同的，例如牛頓運(yùn)動(dòng)定律僅適用 于慣性參考系C.一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)，這就是著名的等 效原理D.一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)，這就是著名的 等效原理 答案解析
物理 第六章 相對(duì)論 4 相對(duì)論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系 5 廣義相對(duì)論點(diǎn)滴（選學(xué)） 教科版選修3-4
