2018-2019版高中物理 第六章 相對論 4 相對論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系 5 廣義相對論點(diǎn)滴（選學(xué)）課件 教科版選修3-4.ppt

《2018-2019版高中物理 第六章 相對論 4 相對論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系 5 廣義相對論點(diǎn)滴（選學(xué)）課件 教科版選修3-4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中物理 第六章 相對論 4 相對論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系 5 廣義相對論點(diǎn)滴（選學(xué)）課件 教科版選修3-4.ppt（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、4相對論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系 5廣義相對論點(diǎn)滴(選學(xué)),第六章 相對論,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.知道相對論速度變換公式、相對論質(zhì)量和質(zhì)能方程. 2.了解廣義相對論的基本原理. 3.初步了解廣義相對論的幾個主要觀點(diǎn)以及主要觀測證據(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 檢測評價 達(dá)標(biāo)過關(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、相對論的速度變換 設(shè)高速行駛的火車對地面的速度為u，車上的人相對火車以速度v運(yùn)動， 那么人相對地面的速度v為：v 二、相對論質(zhì)量和能量 1.物體以速度v運(yùn)動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0之間的關(guān)系是：m __________. 2.愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式：E ，m

2、是物體的質(zhì)量，E是它具有的能量.,mc2,三、廣義相對論點(diǎn)滴 1.廣義相對論的基本原理 (1)廣義相對性原理：在 中物理規(guī)律都是一樣的. (2)等效原理：一個不受引力作用的加速系統(tǒng)跟一個受引力作用的________是等效的. 2.廣義相對論的幾個結(jié)論 (1)光在引力場中傳播時，將會發(fā)生 . (2)引力作用使光波發(fā)生 . (3)在引力場中時間會 . (4)當(dāng)兩個天體相互繞轉(zhuǎn)時，會向外界輻射引力波.,任何參考系,慣性系統(tǒng),偏折,頻移,延緩,即學(xué)即用判斷下列說法的正誤. (1)根據(jù)相對論速度變換公式，兩個物體的速度無論多大，它們的相對速度也不會大于光速c.() (2)在相對論力學(xué)

3、中，物體靜止時的質(zhì)量最小.() (3)根據(jù)質(zhì)能方程，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量，能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量.() (4)一個均勻的引力場與一個做勻速運(yùn)動的參考系等價，這就是著名的等效原理.(),,,,,答案,重點(diǎn)探究,一、相對論速度變換公式,導(dǎo)學(xué)探究一列車正以u50 m/s的速度高速行駛，列車內(nèi)一乘客以相對列車v5 m/s的速度向前跑，站臺上的觀察者測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，那么站臺上的觀察者測得該乘客的速度是0.9c0.5c1.4c嗎？為什么？,答案站臺上的觀察者測得該乘客的速度是55 m/s.不是.因?yàn)楦鶕?jù)狹義相對論原理，光速c是極限速度，任何物體的速度不可能超

4、過光速.,答案,知識深化對相對論速度變換公式的理解 (1)公式v 是矢量式. 若人運(yùn)動方向與火車運(yùn)動方向相同，則v取正值.若人運(yùn)動方向與火車 運(yùn)動方向相反，則v取負(fù)值. (2)如果uc，vc時， 可忽略不計，這時相對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光速. (4)該變換公式只適用于同一直線上勻速運(yùn)動速度的變換，對于更復(fù)雜的情況不適用.,解析已知v0.05c，u0.8c. 由相對論速度變換公式得,例1一粒子以0.05c的速率相對實(shí)驗(yàn)室參考系運(yùn)動.此粒子衰變時發(fā)射出一個電子，電子相對于粒子的速度為0.8c，電子的衰變方向與粒子運(yùn)動方

5、向相同，求電子相對于實(shí)驗(yàn)室參考系的速度.,答案,解析,答案0.817c,答案速度不可以超過光速. 因?yàn)榛匦铀倨鞯睦碚摶A(chǔ)是粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期(T )等于交變電場的周期；速度較小時粒子的質(zhì)量m可以認(rèn)為不變，周期T不變，電場變化與粒子圓周運(yùn)動同步，但速度較大時，粒子質(zhì)量增大明顯，粒子做圓周運(yùn)動的周期T變大，無法做到圓周運(yùn)動的周期與交變電場的周期同步.,二、相對論質(zhì)量和質(zhì)能方程,導(dǎo)學(xué)探究回旋加速器中磁場一次次把粒子拉到狹縫處，狹縫處的電場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光速嗎？為什么？,答案,

6、知識深化對相對論質(zhì)量的理解 (1)相對論質(zhì)量m (2)因?yàn)榭傆衯

7、 C.Emc2中能量E其實(shí)就是物體的內(nèi)能 D.由Emc2知質(zhì)量和能量可以互相轉(zhuǎn)化,,答案,解析,解析由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，物體具有的與質(zhì)量相對應(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應(yīng)的關(guān)系，物體吸收或放出能量，則對應(yīng)其質(zhì)量會增加或減少，質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化，B、D項(xiàng)錯誤，A項(xiàng)正確； Emc2中能量E包括靜止能量E0和動能Ek，而非物體的內(nèi)能，C項(xiàng)錯誤.,解析從廣義相對論的兩個基本假設(shè)可以得出：物質(zhì)的引力使光線彎曲；引力場的存在使得空間不同位置的時間進(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4(多選)下列說法

8、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.在強(qiáng)引力的星球附近，時間進(jìn)程會變慢 D.廣義相對論可以解釋引力紅移現(xiàn)象,,,答案,解析,三、廣義相對論的幾個結(jié)論,,1.光線在引力場中彎曲，以及引力紅移現(xiàn)象都是在引力場很強(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,1,2,3,4,答案0.88c,1.(相對論速度變換公式)一高能加速器沿相反方向射出兩個粒子，速度均為0.6c，則它們的相對速度大小是多少？,答案,解析,1,2,3,4,解析以其中任意一個粒子為運(yùn)動參考系，要求的就是另一個粒子在該運(yùn)動參考系下

9、的運(yùn)動速度v.由題意知，運(yùn)動參考系相對靜止參考系的速度u0.6c，另一粒子相對于靜止參考系的速度v0.6c.,可解得v0.88c 故兩粒子的相對速度大小為0.88c.,1,2,3,4,答案60%,2.(相對論質(zhì)量)星際火箭以0.8c的速率飛行，其靜止質(zhì)量為運(yùn)動質(zhì)量的百分之幾？,答案,解析,解析設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0，運(yùn)動質(zhì)量為m，,1,2,3,4,答案5.81013 J,3.(質(zhì)能方程)一電子(m09.11031 kg)以0.99c的速率運(yùn)動.問： (1)電子的總能量是多大？,答案,解析,1,2,3,4,答案0.08,(2)電子的經(jīng)典力學(xué)的動能與相對論的動能的比值是多大？,答案,解析,相對論的動能為：EkEE0mc2m0c2,解析根據(jù)廣義相對論基本原理可知，選項(xiàng)A、D正確.,1,2,3,4,4.(廣義相對論)(多選)下列說法中正確的是 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)動定律僅適用 于慣性參考系 C.一個均勻的引力場與一個做勻速運(yùn)動的參考系等價，這就是著名的等 效原理 D.一個均勻的引力場與一個做勻加速運(yùn)動的參考系等價，這就是著名的 等效原理,,,答案,解析,