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)）學(xué)案 教科版選修3-4.doc
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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)) [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)以及主要觀測證據(jù). 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.愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式：E＝mc2，m是物體的質(zhì)量，E是它具有的能量. 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：在任何參考系中物理規(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)受引力作用的慣性系統(tǒng)是等效的. 2.廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論 (1)光在引力場中傳播時(shí)，將會(huì)發(fā)生偏折. (2)引力作用使光波發(fā)生頻移. (3)在引力場中時(shí)間會(huì)延緩. (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. [即學(xué)即用] 判斷下列說法的正誤. (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.( ) 一、相對(duì)論速度變換公式 [導(dǎo)學(xué)探究] 一列車正以u(píng)＝50m/s的速度高速行駛，列車內(nèi)一乘客以相對(duì)列車v＝5 m/s的速度向前跑，站臺(tái)上的觀察者測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)上的觀察者測得該乘客的速度是0.9c＋0.5c＝1.4c嗎？為什么？ 答案 站臺(tái)上的觀察者測得該乘客的速度是55m/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光速. [知識(shí)深化] 對(duì)相對(duì)論速度變換公式的理解 (1)公式v＝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u?c，v′?c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v＝v′＋u. (3)若v′＝c，u＝c，則v＝c，表明一切物體的速度都不能超過光速. (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. 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 0.817c 解析 已知v′＝0.05c，u＝0.8c. 由相對(duì)論速度變換公式得 v＝＝＝≈0.817c. 二、相對(duì)論質(zhì)量和質(zhì)能方程 [導(dǎo)學(xué)探究] 回旋加速器中磁場一次次把粒子拉到狹縫處，狹縫處的電場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光速嗎？為什么？ 答案 速度不可以超過光速. 因?yàn)榛匦铀倨鞯睦碚摶A(chǔ)是粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期(T＝)等于交變電場的周期；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，無法做到圓周運(yùn)動(dòng)的周期與交變電場的周期同步. [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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔，確保文檔完整性，對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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