高中物理 第十五章 相对论简介 3 狭义相对论的其他结论 4 广义相对论简介课堂互动学案(新人教版)选修3-4.doc

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1、3　狭义相对论的其他结论4　广义相对论简介课堂互动三点剖析1.相对论速度变换公式，相对论质量公式相对论速度变换公式：若车对地面的速度为v，车上的一高速粒子以速度u′沿火车前进的方向相对火车运动，那么此粒子相对于地面的速度u为。相对论质量：物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系为：。2.质能方程爱因斯坦的质能方程为E=mc2。3.疑点是物体的能量与动能质能方程E=mc2真正的含义是指物体质量和能量之间的关系，那么就会有静止时的能量和运动时的能量，两能量之差就是物体的动能，Ek=E-E0。4.广义相对性原理，等效原理广义

2、相对性原理：在任何参考系中，物理规律都是相同的。等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。5.广义相对论的几个结论由于引力场的存在，使得光线弯曲，时间进程出现差别，杆的长度发生变化。各个击破【例1】在一列相对于地面的速度为v的高速行驶的火车上，车上的人以速度u′沿着火车前进方向相对火车运动，根据相对论速度叠加公式，下列说法正确的是()A.人相对于地面的速度小于人的速度和火车速度之和B.人相对于地面的速度大于人的速度和火车速度之和C.只要人和火车的速度足够大，人相对于地面的速度可以超过光速D.不管人和火车的速度多大，人

3、相对于地面的速度都小于光速答案：AD类题演练两个电子相向运动，每个电子相对实验室的速度都是45c，它们的相对速度是多少？解析：由相对论速度变化公式得，它们之间的相对速度为。答案：【例2】太阳的辐射能来自其内部的核聚变反应，太阳每秒向周围空间辐射出的能量约为5×1026J，由于这个原因，太阳每秒都减少质量。把这个质量同太阳目前的质量2×1030kg做比较是________倍。解析：由爱因斯坦质能方程可知：ΔE=Δmc2,可得Δm==5.6×109kg,倍数n==2.8×10-21。答案：2.8×10-21倍。【例3】一个物体静止时质量

4、为m0，能量为E0，速度为v时，质量为m，能量为E，动能为Ek，下列说法正确的是()A.物体速度为v时能量E=mc2B.物体速度为v时动能Ek=mc2C.物体速度为v时的动能Ek=mv2D.物体速度为v时的动能Ek=(m-m0)c2解析：由爱因斯坦的质能方程得E0=m0c2;E=mc2。在经典物理学中，速度为v时物体的动能Ek=m0v2,而这只是在v＜c时的近似，在相对论中物体的动能Ek=E-E0=mc2-m0c2。答案：AD【例4】在平面轨道上运动的火车上有一张水平放置的桌子，桌上放一小球，不计摩擦。如果火车向前做匀加速直线运动，

5、那么小球就会相对于火车向后加速运动，下列说法正确的是()A.加速运动的火车是个非惯性参考系，它不能应用牛顿定律来解释该现象B.牛顿定律在以加速运动的火车作参考系时也能应用C.在非惯性参考系中引入一种形式上的惯性力后，便能很好地解释该现象D.惯性力只有受力物体而没有施力物体，其方向与非惯性系的加速度方向相反答案：ACD【例5】下列说法中正确的是()A.物质的引力使光线弯曲B.光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C.在强引力的星球附近，时间进程会变慢D.广义相对论可以解释引力红移现象答案：ACD