《物理 第六章 相對論 第4講 相對論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系 第5講 廣義相對論點滴（選學） 教科版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第六章 相對論 第4講 相對論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系 第5講 廣義相對論點滴（選學） 教科版選修34（16頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第4講講相對論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系相對論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系第第5講廣義相對論點滴講廣義相對論點滴(選學選學)目標定位目標定位1.知道相對論速度變換公式、相對論質(zhì)量和質(zhì)能知道相對論速度變換公式、相對論質(zhì)量和質(zhì)能方程方程.2.了解廣義相對論的基本原理了解廣義相對論的基本原理.3.初步了解廣義相對論的幾初步了解廣義相對論的幾個主要觀點以及主要觀測證據(jù)個主要觀點以及主要觀測證據(jù)一、相對論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系一、相對論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系1相對論的速度變換相對論的速度變換在以速率在以速率u相對于參考系相對于參考系S運動的參考系運動的參考系S中，一物體沿與中，一物體沿與u相同的方向以速率相同的
2、方向以速率v運動時，在參考系運動時，在參考系S中，它的速中，它的速率為率為v_.2相對論質(zhì)量和能量相對論質(zhì)量和能量(1)愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系式愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系式E_，m是物體的質(zhì)量，是物體的質(zhì)量，E是它所包含的能量，是它所包含的能量，c是光在真空中的速率是光在真空中的速率(2)物體以速率物體以速率v運動時的質(zhì)量運動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量與靜止時的質(zhì)量m0之間的之間的關(guān)系：關(guān)系：m_.(3)與靜質(zhì)量對應的能量稱為靜能量，為與靜質(zhì)量對應的能量稱為靜能量，為E0_.mc2 m0c2 二、廣義相對論點滴二、廣義相對論點滴(選學選學)1廣義相對性原理和等效原理廣義相對性原理和等效原理(1)廣義相對性原
3、理廣義相對性原理在在_中物理規(guī)律都是中物理規(guī)律都是_的的(2)等效原理等效原理一個不受引力作用的加速度系統(tǒng)跟一個受引力作用的一個不受引力作用的加速度系統(tǒng)跟一個受引力作用的_是等效的是等效的2支持廣義相對論的幾個觀測結(jié)果支持廣義相對論的幾個觀測結(jié)果(1)光在引力場中傳播時，將會發(fā)生光在引力場中傳播時，將會發(fā)生_，而不再是直線，而不再是直線傳播傳播(2)引力作用使光波發(fā)生引力作用使光波發(fā)生_任何參考系任何參考系 一樣一樣 慣性系統(tǒng)慣性系統(tǒng) 偏折偏折 頻移頻移 (3)在引力場中時間也會在引力場中時間也會_，引力越強，時鐘就走得越，引力越強，時鐘就走得越_(4)水星繞太陽運動的軌道與根據(jù)牛頓萬有引力定
4、律計算所水星繞太陽運動的軌道與根據(jù)牛頓萬有引力定律計算所得的不一致得的不一致(5)當兩個天體相互繞轉(zhuǎn)時，會向外界輻射出當兩個天體相互繞轉(zhuǎn)時，會向外界輻射出_3宇宙的演化宇宙的演化(1)20世紀世紀40年代末，物理學家伽莫夫把宇宙膨脹與粒子反年代末，物理學家伽莫夫把宇宙膨脹與粒子反應理論結(jié)合起來，提出宇宙大爆炸假說應理論結(jié)合起來，提出宇宙大爆炸假說(2)宇宙大爆炸理論最大說服力的證據(jù)是宇宙背景輻射的發(fā)宇宙大爆炸理論最大說服力的證據(jù)是宇宙背景輻射的發(fā)現(xiàn)現(xiàn).延緩延緩 慢慢引力波引力波 一、對相對論速度變換公式的理解一、對相對論速度變換公式的理解1當物體運動方向與參考系相對地面的運動方向相反時，公當物
5、體運動方向與參考系相對地面的運動方向相反時，公式中的式中的v取負值取負值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由公式可知：由公式可知：v一定比一定比uv小，但當小，但當u和和v都比都比c小得多小得多時，可認為時，可認為vuv，這就是低速下的近似，即經(jīng)典力學，這就是低速下的近似，即經(jīng)典力學中的速度疊加中的速度疊加4當當vuc時，時，vc，證明了光速是速度的極限，也反證，證明了光速是速度的極限，也反證了光速不變原理了光速不變原理【例【例1】一粒子以一粒子以0.05c的速率相對實驗室參考系運動此粒的速率相對實驗室參考系運動此粒子衰變時發(fā)射
6、一個電子，電子相對于粒子的速度為子衰變時發(fā)射一個電子，電子相對于粒子的速度為0.8c，電子的衰變方向與粒子運動方向相同求電子相對于實驗電子的衰變方向與粒子運動方向相同求電子相對于實驗室參考系的速度室參考系的速度二、對相對論質(zhì)量和質(zhì)能方程的理解二、對相對論質(zhì)量和質(zhì)能方程的理解【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，需有多大的速度的速度()A6108 m/sB3108 m/sC2.6108 m/sD1.5108 m/s【例【例3】1905年，愛因斯坦創(chuàng)立了年，愛因斯坦創(chuàng)立了“相對論相對論”，提出了著名，提出了著名的質(zhì)能方程，下面涉及對質(zhì)能方程理解
7、的幾種說法中正確的質(zhì)能方程，下面涉及對質(zhì)能方程理解的幾種說法中正確的是的是()A若物體能量增大，則它的質(zhì)量增大若物體能量增大，則它的質(zhì)量增大B若物體能量增大，則它的質(zhì)量減小若物體能量增大，則它的質(zhì)量減小C若核反應過程質(zhì)量減小，則需吸收能量若核反應過程質(zhì)量減小，則需吸收能量D若核反應過程質(zhì)量增大，則會放出能量若核反應過程質(zhì)量增大，則會放出能量解析解析由由Emc2可知，若可知，若E增大，則增大，則m增大；若增大；若E減小，則減小，則m減小，減小，A正確，正確，B錯誤；若錯誤；若m減小，則減小，則E減小，若減小，若m增大，增大，則則E增大，增大，C、D均錯誤均錯誤答案答案A1廣義相對性原理與狹義相對
8、性原理并不相同狹義相對性廣義相對性原理與狹義相對性原理并不相同狹義相對性原理僅適用于慣性系，而廣義相對性原理適用于一切參考原理僅適用于慣性系，而廣義相對性原理適用于一切參考系系2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的情況下產(chǎn)生的效應的情況下產(chǎn)生的效應3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生活中仍然成立三、對廣義相對論的理解三、對廣義相對論的理解【例【例4】(多選多選)下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A物質(zhì)的引力使光線彎曲物質(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光線彎曲的原因是介質(zhì)不均勻而非引力作用C在強引力的星球附近，時間進程會變慢在強引力的星球附近，時間進程會變慢D廣義相對論可以解釋引力紅移現(xiàn)象廣義相對論可以解釋引力紅移現(xiàn)象解析解析由廣義相對論可知：物質(zhì)的引力使光線彎曲；引力由廣義相對論可知：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程出現(xiàn)差別，如在矮場的存在使得空間不同位置的時間進程出現(xiàn)差別，如在矮星表面的引力很強，那里的時間進程變慢，從而導致引力星表面的引力很強，那里的時間進程變慢，從而導致引力紅移，所以正確選項為紅移，所以正確選項為A、C、D答案答案ACD
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