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《高中物理第十五章相对论简介第3_4节狭义相对论的其他结论广义相对论简介课件新人教版选修.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介读一读辨一辨一、狭义相对论的其他结论阅读教材第105、106页,了解狭义相对论的几个其他结论。1.相对论速度变换公式是什么?答案：设高速火车的速度为v,车上的人以速度u'沿着火车前进的方向相对火车运动,光在真空中的速度为c,则此人相对地面的速度为u=。2.什么是相对论的质量?答案：物体以速度v运动时的质量为m,和它静止时的质量m0之间有关系为m=,根据此式可知,微观粒子的运动速度很高时,它的质量明显大于静止时的质量,这个现象必须考虑,也就是说物体的质量与物体的速度有关,并不是恒定不变的。读一读辨一辨3.质能方程表达式是什么?说明了什么?
2、答案：表达式E=mc2。说明物体具有的能量与物体的质量有关。二、广义相对论简介阅读教材第107~109页,初步了解广义相对论的几个主要观点及主要观测证据。1.如何认识广义相对性原理?答案：在狭义相对论中,不同惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,爱因斯坦在狭义相对论的基础上,把相对性原理推广到包括非惯性参考系在内的任意参考系,在任何参考系中,物理规律都是相同的,这就是广义相对性原理。读一读辨一辨2.什么是等效原理?答案：我们无法判断,在一个封闭的电梯内,物体加速运动是由引力引起的还是参考系相对于物体运动造成的,一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。这就是等效原理。
3、3.广义相对论的其他几个结论是什么?答案：(1)根据等效原理,物质的引力使光线弯曲。(2)广义相对论告诉我们,引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别,在强引力场附近,时间进程会变慢。读一读辨一辨1.思考辨析。(1)爱因斯坦质能方程违反了质量守恒定律。()解析：不违反,它们是针对不同对象的两条规律。答案：×(2)爱因斯坦在狭义相对论中就解决了非惯性系的问题和引力的问题。()解析：狭义相对论没有解决这两个问题。为了解决这两个问题,爱因斯坦提出两个原理:广义相对性原理和等效原理,广义相对性原理解决了狭义相对论中惯性参考系的问题,等效原理解决了万有引力的问题。答案：×读一读
4、辨一辨(3)教材中相对论速度变换公式适用于一切运动形式。()解析：经典的速度合成公式和相对论速度变换公式是不同的,在物体运动的速度和光速为一个数量级时,应该按照相对论速度变换公式求解。答案：×读一读辨一辨2.探究讨论。如果某一回旋加速器能够把电子的速度增加到0.98c,那么此时电子的质量是静止时的几倍?当回旋加速器把粒子加速到一定速度时,粒子在回旋加速器中就不能再加速了(即使回旋加速器足够大),试解释其原因。答案：(1)根据物体运动质量和静止质量之间的关系m=,代入数据可得此时电子的质量是静止时的5倍。(2)回旋加速器的工作原理是利用电子在磁场中运动一个周期的时间跟所加电场
5、的周期相同,而当粒子的速度接近光速时,其质量改变非常明显,使粒子在磁场中运动的周期改变,从而和电场的周期不同步,进入电场后不能达到加速的目的。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二对狭义相对论几个结论的理解一列火车正以v=50m/s的速度高速行驶,列车内一乘客以相对列车u'=5m/s的速度向前跑,站台上的观察者测得该乘客的速度是u=v+u'=55m/s。若列车的速度是0.9c,乘客的速度是0.5c,那么站台上的观察者测得该乘客的速度是0.9c+0.5c=1.4c吗?要点提示：不是。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.相对论速度交换公式相对论认为,如果一列沿平直轨道高速运行
6、的火车对地面的速度为v,车上的人以速度u'沿着火车前进的方向相对火车运动,那么这个人相对地面的速度u=。理解这个公式时要注意:(1)如果车上的人的运动方向与火车的运动方向相反,则u'取负值。(2)当v≪c,u'≪c时,可忽略不计,此时相对论的速度合成公式可近似为u=u'+v。(3)当u'和v的方向相垂直或成其他角度时,情况比较复杂,上式不适用。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.相对论质量相对论中质量和速度的关系为m=。理解这个公式时要注意:(1)式中m0是物体静止时的质量(也称为静质量),m是物体以速度v运动时的质量。这个关系式称为相对论质速关系,它表明物体的质量会随
7、速度的增大而增大。(2)当v≪c时,近似地有m=m0。(3)微观粒子的运动速度很大,其质量明显地大于静止时的质量。例如:回旋加速器中被加速的粒子的质量变大,导致粒子做圆周运动的周期变大,它的运动与加在D形盒上的交变电压不再同步,回旋加速器的加速能量因此受到了限制。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二3.质能方程(1)静止物体的能量为E0=m0c2,这种能量叫作物体的静质能。每个有静质量的物体都具有静质能。(3)物体的总能量E为动能与静质能之和,即E=Ek+E0=mc2(m为动质量)。(4)由质能关系式可知ΔE=Δm
