《高中物理 第5章 新時(shí)空觀的確立 5.3 奇特的相對論效應(yīng)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(guān)《高中物理 第5章 新時(shí)空觀的確立 5.3 奇特的相對論效應(yīng)同步備課課件 滬科版選修34（29頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第5章5.3奇特的相對論效應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解運(yùn)動時(shí)鐘延緩效應(yīng)和運(yùn)動長度收縮效應(yīng).2.知道愛因斯坦質(zhì)量公式和質(zhì)能關(guān)系.3.了解經(jīng)典時(shí)空觀與相對論時(shí)空觀的重要區(qū)別，體會相對論的建立對人類認(rèn)識世界的影響.內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)梳理 重點(diǎn)知識探究 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測自主預(yù)習(xí)梳理1.運(yùn)動時(shí)鐘延緩事件發(fā)生在運(yùn)動慣性系中，地球上測量的時(shí)間間隔t，在以速度v相對于地球飛行的飛船上測量的時(shí)間間隔為t，兩者的關(guān)系為t這種效應(yīng)叫做時(shí)鐘延緩，也叫做“動鐘變慢”.2.運(yùn)動長度收縮在一以速度v相對于地球飛行的飛船上，有一根沿運(yùn)動方向放置且靜止的棒，在地球上測量它的長度為l，在飛船上測量的長度為l，兩者的關(guān)系為ll .在靜止慣性參考系
2、中測得的長度總是比運(yùn)動慣性系中的要短一些，這種效應(yīng)叫做運(yùn)動長度收縮或尺縮效應(yīng)，也叫做“動尺縮短”.尺縮效應(yīng)只發(fā)生在 的方向上.運(yùn)動3.愛因斯坦質(zhì)量公式物體靜止時(shí)的質(zhì)量為m0，運(yùn)動時(shí)的質(zhì)量為m，兩者之間的關(guān)系為m .4.質(zhì)能關(guān)系(1)任何質(zhì)量的物體都對應(yīng)著一定的能量：E .(2)如果質(zhì)量發(fā)生了變化，其能量也相應(yīng)發(fā)生變化：E .mc2mc25.時(shí)空觀的深刻變革牛頓物理學(xué)的絕對時(shí)空觀：物理學(xué)的空間與時(shí)間是絕對分離、沒有聯(lián)系的，脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在，與物質(zhì)的運(yùn)動_關(guān).而相對論認(rèn)為：有物質(zhì)才有時(shí)間和空間，空間和時(shí)間與物體的運(yùn)動狀態(tài)_關(guān).人類對于空間、時(shí)間更進(jìn)一步地認(rèn)識而形成的新的時(shí)空觀，是建立在新的實(shí)驗(yàn)事
3、實(shí)和相關(guān)結(jié)論與傳統(tǒng)觀念不一致的矛盾基礎(chǔ)上，是不斷發(fā)展、不斷完善起來的.有無重點(diǎn)知識探究一、運(yùn)動時(shí)鐘延緩導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究一列火車沿平直軌道飛快勻速行駛，某人在這列火車上拍了兩下桌子，車上的人觀測的兩次拍桌子的時(shí)間間隔與地上人觀測的拍兩下桌子的時(shí)間間隔相同嗎？答案答案答案不同時(shí)間間隔的相對性時(shí)間間隔的相對性(時(shí)鐘延緩時(shí)鐘延緩)1.經(jīng)典的時(shí)空觀：某兩個事件，在不同的慣性系中觀察，它們的時(shí)間間隔總是相同的.2.相對論的時(shí)空觀：某兩個事件，在不同的慣性參考系中觀察，它們的時(shí)間間隔是不同的，慣性系相對運(yùn)動速度越大，慣性系中的時(shí)間進(jìn)程越慢.3.相對時(shí)間間隔公式：設(shè)t表示與運(yùn)動的慣性系相對靜止的觀察者觀測的時(shí)
4、間間隔，t表示地面上的觀察者觀測同樣兩事件的時(shí)間間隔，則它們的關(guān)系是t知識深化知識深化例例1 遠(yuǎn)方的一顆星以0.8c的速度離開地球，測得它輻射出來的閃光按5晝夜的周期變化，求在此星球上測其閃光周期為多大？答案答案3晝夜解析答案解析解析5晝夜是地球上測得的，即t5 dt3 d二、運(yùn)動長度收縮導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，假設(shè)桿MN沿著車廂的運(yùn)動方向固定在火車上，且與火車一起運(yùn)動，火車上的人測得桿的長度與地面上的人測得桿的長度相同嗎？答案答案答案不同圖1長度的相對性長度的相對性(尺縮效應(yīng)尺縮效應(yīng))1.經(jīng)典的時(shí)空觀：一條桿的長度不會因?yàn)橛^察者是否與桿做相對運(yùn)動而不同.2.相對論的時(shí)空觀：長度也具有相對
5、性，一條沿自身長度方向運(yùn)動的桿，其長度總比靜止長度短，但在垂直于桿的運(yùn)動方向上，桿的長度不變.3.相對長度公式：設(shè)相對于桿靜止的觀察者認(rèn)為桿的長度為l，與桿有相對運(yùn)動的人認(rèn)為桿的長度為l，桿相對于觀察者的速度為v，則l、l、v的關(guān)系是ll知識深化知識深化例例2 地面上長100 km的鐵路上空有一火箭沿鐵路方向以30 km/s的速度掠過，則火箭上的人看到鐵路的長度應(yīng)該為多少？如果火箭的速度達(dá)到0.6c，則火箭上的人看到的鐵路的長度又是多少？答案答案100 km80 km解析答案解析解析當(dāng)火箭速度較低時(shí)，長度基本不變，還是100 km.當(dāng)火箭的速度達(dá)到0.6c時(shí)，由相對論長度公式ll0 代入相應(yīng)的
6、數(shù)據(jù)解得：l100 km80 km.導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究一個恒力作用在物體上產(chǎn)生一恒定加速度，由vat可知，經(jīng)過足夠長的時(shí)間，物體可以達(dá)到任意速度，甚至超過光速嗎？答案答案答案不會超過光速三、愛因斯坦質(zhì)量公式和質(zhì)能關(guān)系1.相對論質(zhì)量相對論質(zhì)量(1)經(jīng)典力學(xué)：物體的質(zhì)量是不變的，一定的力作用在物體上產(chǎn)生一定的加速度，經(jīng)過足夠長時(shí)間后物體可以達(dá)到任意的速度.(2)相對論：物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增加.物體以速度v運(yùn)動時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間的關(guān)系是：m ，因?yàn)榭傆衯c，可知運(yùn)動物體的質(zhì)量m總要大于它靜止時(shí)的質(zhì)量m0.知識深化知識深化2.質(zhì)能關(guān)系質(zhì)能關(guān)系愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式：Emc2.理解這個
7、公式應(yīng)注意：(1)質(zhì)能方程表達(dá)了物體的質(zhì)量和它所具有的能量的關(guān)系：一定的質(zhì)量總是和一定的能量相對應(yīng).(2)靜止物體的能量為E0m0c2，這種能量叫做物體的靜質(zhì)能.每個有靜質(zhì)量的物體都具有靜質(zhì)能.(3)物體的總能量E為動能與靜質(zhì)能之和即EEkE0mc2(m為動質(zhì)量).(4)由質(zhì)能關(guān)系式可知Emc2.有人根據(jù)Emc2得出結(jié)論：質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量，能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量，這種說法對嗎？延伸思考延伸思考答案答案答案不對.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)的質(zhì)量會增加或減少，質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化.對一個封閉的系統(tǒng)，質(zhì)量是守恒的，能量也是守恒的.例例3 (1)冥王星繞
8、太陽公轉(zhuǎn)的線速率為4.83103 m/s，求其靜止質(zhì)量為運(yùn)動質(zhì)量的百分之幾.答案答案99.999 9%解析答案解析解析設(shè)冥王星的靜止質(zhì)量為m0，運(yùn)動質(zhì)量為m，(2)星際火箭以0.8c的速率飛行，其靜止質(zhì)量為運(yùn)動質(zhì)量的多少？答案答案0.6解析答案解析解析設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0，運(yùn)動質(zhì)量為m，針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練下列關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程的說法中，正確的是A.只有運(yùn)動的物體才具有質(zhì)能，靜止的物體沒有質(zhì)能B.一定的質(zhì)量總是和一定的能量相對應(yīng)C.Emc2中能量E其實(shí)就是物體的內(nèi)能D.由Emc2知質(zhì)量與能量可以相互轉(zhuǎn)化解析答案解析解析物體具有的質(zhì)量與質(zhì)量對應(yīng)的能量稱為質(zhì)能，Emc2表明質(zhì)量與能量之間存在一
9、一對應(yīng)的關(guān)系，物體吸收或放出能量，則對應(yīng)的質(zhì)量會增加或減少，質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化.故選項(xiàng)D錯誤，B正確；靜止的物體也具有能量，稱為靜質(zhì)能E0，E0m0c2，m0叫做靜質(zhì)量；Emc2中的能量E包括靜質(zhì)能E0和動能Ek，而非物體的內(nèi)能，故選項(xiàng)A、C錯誤.課堂要點(diǎn)小結(jié)課堂要點(diǎn)小結(jié)當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測1.(多選)關(guān)于物體的質(zhì)量，下列說法正確的是A.在牛頓力學(xué)中，物體的質(zhì)量是保持不變的B.在牛頓力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨物體的速度變化而變化C.在相對論力學(xué)中，物體靜止時(shí)的質(zhì)量最小D.在相對論力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增加123解析答案解析解析在牛頓力學(xué)中，物體的質(zhì)量是保持不變的，故選項(xiàng)A正確，B錯誤；在
10、相對論力學(xué)中，由于物體的速度v不可能達(dá)到光速c，所以根據(jù)m 可判斷選項(xiàng)C、D均正確.1232.(多選)下列說法中正確的是A.一條桿的長度不會因?yàn)橛^察者是否與桿做相對運(yùn)動而不同，這是經(jīng)典 物理學(xué)的觀點(diǎn)B.一條沿自身長度方向運(yùn)動的桿，其長度總比桿靜止時(shí)的長度小C.一條桿的長度靜止時(shí)為l0，不管桿如何運(yùn)動，桿的長度均小于l0D.如果兩條平行的桿在沿自己的長度方向上做相對運(yùn)動，與它們一起運(yùn) 動的兩位觀察者都會認(rèn)為對方的桿縮短了解析答案123解析解析根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)可知，選項(xiàng)A正確；根據(jù)“運(yùn)動長度收縮”效應(yīng)知，選項(xiàng)B、D正確；只有在運(yùn)動方向上才有“長度收縮”效應(yīng)，若桿沿垂直桿的方向運(yùn)動，則桿的長度不變，故選項(xiàng)C錯誤.1233.(多選)一個物體靜止時(shí)質(zhì)量為m0，能量為E0，速度為v時(shí)，質(zhì)量為m，能量為E，動能為Ek，下列說法正確的是A.物體速度為v時(shí)的能量Emc2B.物體速度為v時(shí)的動能Ek mc2C.物體速度為v時(shí)的動能Ek mv2D.物體速度為v時(shí)的動能Ek(mm0)c2解析答案解析解析物體具有的質(zhì)量與質(zhì)量對應(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)的質(zhì)量會增加或減少，故選項(xiàng)A、D正確，B、C錯誤.123
高中物理 第5章 新時(shí)空觀的確立 5.3 奇特的相對論效應(yīng)同步備課課件 滬科版選修34
