狭义相对论的其他结论课件人教版选修

1、第三节狭义相对论的其他结第三节狭义相对论的其他结论论第四节广义相对论简介第四节广义相对论简介第十五章相对论简介第十五章相对论简介第十五章相对论简介第十五章相对论简介新知初探自主学习新知初探自主学习一、狭义相对论的其他结论一、狭义相对论的其他结论1相对论速度变换公式相对论速度变换公式(1)速度变换公式：设在高速的火车上，火车对地面的速速度变换公式：设在高速的火车上，火车对地面的速度为度为v,车上的人以速度车上的人以速度u沿火车前进的方向相对火车运沿火车前进的方向相对火车运动动,那么他相对地面的速度那么他相对地面的速度u_，如果车上人的，如果车上人的运动方向与火车的运动方向相反，则他相对于地面的速

2、度运动方向与火车的运动方向相反，则他相对于地面的速度u_.第十五章相对论简介第十五章相对论简介(2)结论：光速结论：光速c是宇宙速度的是宇宙速度的_，且相对任何参考系，且相对任何参考系，光速都是光速都是_的的2相对论质量相对论质量(1)经典力学：物体的质量是经典力学：物体的质量是_的，一定的力作用在物的，一定的力作用在物体上产生的加速度体上产生的加速度_，足够长时间后物体可以达到，足够长时间后物体可以达到_的速度的速度(2)相对论：物体的质量随物体速度增大而相对论：物体的质量随物体速度增大而_物体以速度物体以速度v运动时的质量运动时的质量m与静止时的质量与静止时的质量m0之间的关系之间的关系是

3、：是：m_，因为总有，因为总有vc.可知物体运动时的可知物体运动时的质量质量m总总_它静止时的质量它静止时的质量m0.极限极限不变不变不变不变一定一定任意任意增大增大大于大于第十五章相对论简介第十五章相对论简介3质能方程质能方程物体质量物体质量m与其蕴含的能量与其蕴含的能量E之间的关系是：之间的关系是：_.二、广义相对论简介二、广义相对论简介1广义相对性原理广义相对性原理在任何参考系中，物理规律都是在任何参考系中，物理规律都是_的的2等效原理等效原理一个一个_的引力场与一个的引力场与一个_的参考系等的参考系等价价3广义相对论的几个结论广义相对论的几个结论(1)物质的物质的_使光线弯曲使光线弯曲

4、(2)引力场的存在使空间不同位置的引力场的存在使空间不同位置的_出现差别，出现差别，引力场越强，时间越引力场越强，时间越_Emc2相同相同均匀均匀做匀加速运动做匀加速运动引力引力时间进程时间进程慢慢第十五章相对论简介第十五章相对论简介要点探究讲练互动要点探究讲练互动第十五章相对论简介第十五章相对论简介 地球上一观察者，看见一飞船地球上一观察者，看见一飞船A以速度以速度2.5108 m/s从他身边飞过，另一飞船以速度从他身边飞过，另一飞船以速度2.0108 m/s与与A反反向飞行求：向飞行求：(1)A上的乘客看到上的乘客看到B的速度是多少？的速度是多少？(2)B上的乘客看到上的乘客看到A的速度是

5、多少？的速度是多少？【思路点拨思路点拨】运用相对论速度变换公式解决问题运用相对论速度变换公式解决问题例例1第十五章相对论简介第十五章相对论简介【答案答案】(1)2.9108 m/s(2)2.9108 m/s【题后反思题后反思】必须把公式中涉及的三个速度的对应关系必须把公式中涉及的三个速度的对应关系找清楚找清楚第十五章相对论简介第十五章相对论简介第十五章相对论简介第十五章相对论简介3微观粒子的速度很高，因此粒子运动的质量明显大于静微观粒子的速度很高，因此粒子运动的质量明显大于静质量质量例如：回旋加速器中被加速的粒子的质量会随粒子的加速例如：回旋加速器中被加速的粒子的质量会随粒子的加速明显增加导致

6、粒子圆周运动的周期变大它的运动与加明显增加导致粒子圆周运动的周期变大它的运动与加在在D形盒上的交变电压不再同步回旋加速器加速粒子的最形盒上的交变电压不再同步回旋加速器加速粒子的最大能量因此受到了限制大能量因此受到了限制第十五章相对论简介第十五章相对论简介 (1)人造卫星以第一宇宙速度人造卫星以第一宇宙速度(约约8 km/s)运动，其运运动，其运动时的质量是静质量的多少倍？动时的质量是静质量的多少倍？(2)星际火箭以星际火箭以0.8c的速度飞行，其运动时的质量为静止时的的速度飞行，其运动时的质量为静止时的多少倍？多少倍？【思路点拨思路点拨】物体的质量会随着速度的增大而增大物体的质量会随着速度的增

7、大而增大例例2第十五章相对论简介第十五章相对论简介【题后反思题后反思】在在vc时，可以认为质量是不变的，时，可以认为质量是不变的，但但v接近光速时接近光速时m的变化是一定要考虑的的变化是一定要考虑的第十五章相对论简介第十五章相对论简介第十五章相对论简介第十五章相对论简介4如果质量发生了变化，其能量也相应发生变化如果质量发生了变化，其能量也相应发生变化Emc2，这个方程常应用在核能的开发和利用，这个方程常应用在核能的开发和利用上如果系统的质量亏损为上如果系统的质量亏损为m，就意味着有，就意味着有E的的能量释放能量释放第十五章相对论简介第十五章相对论简介 现在有一个静止的电子，被电压为现在有一个静

8、止的电子，被电压为107 V的电场的电场加速后，质量增大了多少？其质量为多少？加速后，质量增大了多少？其质量为多少？(m09.11031kg，c3108m/s)例例3第十五章相对论简介第十五章相对论简介【答案答案】1.781029 kg1.8711029 kg第十五章相对论简介第十五章相对论简介第十五章相对论简介第十五章相对论简介 下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A物体的引力使光线弯曲物体的引力使光线弯曲B光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用光线弯曲的原因是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广义相对论可以解释引力红移现象【解析解析】根据广义相对论知，光线弯曲是引力的作用，故根据广义相对论知，光线弯曲是引力的作用，故A正确正确B错误；强引力使时间进程变慢，光振动的周期变大，错误；强引力使时间进程变慢，光振动的周期变大，频率变小，波长变长，光谱线出现红移