2018-2019版高中物理 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)）課件 教科版選修3-4.ppt

《2018-2019版高中物理 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)）課件 教科版選修3-4.ppt》由會(huì)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(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)）課件 教科版選修3-4.ppt（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 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 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

2、有的能量.,mc2,三、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

3、可以轉(zhuǎn)化為能量，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)深化對(duì)相對(duì)論速度變換公式的理解 (1)公式v

4、 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.,解析已知v0.05c，u0.8c. 由相對(duì)論速度變換公式得,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0.817c,答

5、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)深化對(duì)相對(duì)論質(zhì)量的理解 (1)相對(duì)論質(zhì)量m (2)因?yàn)榭傆衯c，所以運(yùn)動(dòng)

6、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/s C.2.6108 m/s D.1.5108 m/s,答案,解析,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)量和能量可以互相轉(zhuǎn)化

7、,答案,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

8、C.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,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),1,2,3,4,答案0.88c,1.(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,1,2,3,4,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.,1,2,3,4,答案60%,2.(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,解析設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0，運(yùn)動(dòng)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(dòng).問(wèn)： (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(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,解析根據(jù)廣義相對(duì)論基本原理可知，選項(xiàng)A、D正確.,1,2,3,4,4.(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,