2012届高考物理第一轮复习相对论学案

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/72012届高考物理第一轮复习相对论学案第十七章相对论简介这一章介绍高速物体的运动规律和相对论的时空观。这章的教学有两个特点。第一，我们平时接触的都是低速运动，因此本章很多结论与日常经验不一致，难于接受。第二，相对论的全面阐述要用到较多的高等数学知识，所以这章许多结论都是直接给出的。相对论内容非常抽象，不易理解，但考纲对本章要求不高，只要记住结论就行。【教学要求】1了解相对论的几个基本假设。2知道长度、时间的相对性。3初步了解相对论速度、质量变换公式。4了解爱因斯坦质能关系。【知识再现】1惯性系如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系就叫做惯性系相对于一个惯性系做运动的另一个参考系也是惯性系2狭义相对论的两个基本假设1狭义相对性原理。2光速不变原理。精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/73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4质能方程EMC2知识点一狭义相对论的两个基本假设1伽利略相对性原理力学规律在任何惯性系中都是相同的。2狭义相对性原理在不同的惯性参考系，一切物理规律都是相同的3光速不变原理真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系。注意光速与光源的运动和观察者无关。4对两个基本原理的正确理解自然规律不仅包括力学规律，还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律。强调真空中的光速不变指大小既不依赖于光源或观察者的运动，也不依赖于光的传播方向。几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速，结果都不违背光速不变原理。【应用1】下列说法正确的是（）A力学规律在任何参考系中都是相同的精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/7B在所有惯性系中物理规律都是相同的C在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同D牛顿运动定律在非惯性系中不变导示在所有的惯性参考系中，物理规律都是相同的，在非惯性参考系中，牛顿运动定律不再选用。故选B知识点二时间和空间的相对性1“同时”的相对性“同时”是相对的。在一个参考系中看来“同时”的，在另一个参考系中却可能“不同时”。理解由于光速不变，即光速在任何惯性系中都是相同的，那么当另一个惯性系的速度能够和光速相比时，同时性就是相对的。即在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一个惯性系中就不一定是同时发生的。2长度的相对性一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。即式中L，是与杆相对运动的人观察到的杆长，L0是与杆相对静止的人观察到的杆长。注意在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化。这种长度的变化是相对的，如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与他们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了。3时间间隔的相对性从地面上观察，高速运动的飞船上精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/7时间进程变慢，飞船上的人则感觉地面上的时间进程变慢。式中是与飞船相对静止的观察者测得的两事件的时间间隔，是地面上观察到的两事件的时间间隔。4相对论的时空观经典物理学认为，时间和空间是脱离物质而独立存在的，是绝对的，二者之间没有联系；相对论则认为时间和空间与物质的运动状态有关，物质、时间、空间是紧密联系的统一体。理解在速度较低的时候，长度、时间是感觉不出来变化的，所以容易理解为长度、时间与物质之间没有什么关系，尤其是时间会认为是流逝的均匀的坐标。当速度很大时，长度和时间都跟着变化了，这时对宇宙的看法也必然要变化，长度和时间与物质是紧密相关的，长度和时间是不能离开物质而独立存在的。长度和时间随着物质存在的运动状态而变化是更重要的理解。【应用2】在地面上有一长L00M的跑道，运动员从起点跑到终点，用时L0S，现从以08C速度沿跑道向前飞行的飞船中观察，跑道有多长导示由长度的相对性可知跑道长知识点三狭义相对论的其它结论精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/71相对论速度变换公式。（式中V为高速火车相对地的速度，U为车上的人相对于车的速度，U为车上的人相对地面的速度）。对于低速物体U与V与光速相比很小时，根据公式U可知C，这时U，这就是经典物理学的速度合成法则。对于高速物体U与V与光速相等时，即UC，不论V如何取值，在什么参考系中观察，光速都是C。注意这一公式仅适用于U与V在一直线上的情况，当U与V相反时，U取负值。2相对论质量。（式中M0为物体静止时的质量，M为物体以速度V运动时的质量，由公式可以看出随V的增加，物体的质量随之增大）。3质能方程EMC2设E为物体运动时的能量，E0为静止时的能量，动能为EK，则EKEE0【应用3】一电子的质量M0911031KG，以099C的速度运动，则（1）电子的总动能多大（2）电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多大导示（1）由，且EMC2得E581013J（2）经典动能EKM0099C2相对论中电子的动能EKMM0C2精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/7两者之比值为EK/EK008知识点四广义相对论简介1广义相对论的两个基本原理广义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。2广义相对论的几个结论物质的引力使光线弯曲。引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。1根据气体吸收谱线的红移现象推算，有的类星体远离我们的速度竟达光速C的80，即每秒24万公里。下列结论正确的是（）A在类星体上测得它发出的光的速度是180CB在地球上接受到它发出的光的速度是180CC在类星体上测得它发出的光的速度是CD在地球上上测得它发出的光的速度是C2如果你以接近于光速的速度朝一星体飞行，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动（）A你的质量在增加B你的心脏跳动在慢下来精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创7/7C你在变小D以上三种变化同时发生3一大船在平静的大洋中匀速行驶，一个人在其密闭船舱内向各个方向做立定跳远实验，并由止来判断船的航向，假设他每次做的功相等，下列正确的有（）A如果向东跳的最远，则船向东行驶B如果向东跳的最近，则船向东行驶C他向各个方向跳的一样远，不能判断行驶方向D他向各个方向跳的不一样远，能判断行驶方向4在地面上观测一个物体，由于物体以一定速度运动，发现该物体质量比静止时的质量增加了10