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选修3-4第十五章相对论简介3

狭义相对论的其他结论选修3-4第十五章相对论简介

狭义相对论的两点假设？复习1.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。

2.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。狭义相对论的两点假设？复习1.狭义相对性原1.“同时”的相对性2.动尺变短3.动钟变慢由狭义相对论推出的几个结论？1.“同时”的相对性由狭义相对论推出的几个结论？新知预习一.相对论速度变换公式：设高速行驶的火车的对地速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么人相对地面的速度

，若人和车的运动方向相反，式中u′取_____.负值新知预习一.相对论速度变换公式：负值二.相对论质量1.经典力学:物体的质量是_____的,一定的力作用在物体上，产生一定的_______,经过足够长的时间后,物体可以达到任意的速度.2.相对论:物体的质量随物体速度的增加而_____.物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系是:__________.三、质能方程：

式中E是物体具有的能量，m是物体的质量.不变加速度增大E=mc2新知预习二.相对论质量不变加速度增大E=mc2新知预习一、对相对论的速度变换公式的理解v车对地的速度为v，人对车的速度为u地面上的人看到车上人相对地面的速度为：☆如果车上人运动方向与火车运动方向相反，则u取负值。这是相对论的速度叠加公式。如果u’＜c，则u＜c；如果u’＝c(光速)，则u＝c．与相对论的时空概念相协调！一、对相对论的速度变换公式的理解v车对地的速度为v，人对车的1．当物体运动方向与参考系相对地面的运动方向相反时，公式中的u′取负值．2．若物体运动方向与参考系运动方向不共线，此式不可用．3．由公式可知：u一定比u′＋v小，但当u′和v都比c小得多时，可认为u＝u′＋v，这就是低速下的近似，即经典力学中的速度叠加．4．当u′＝v＝c时，u＝c，证明了光速是速度的极限，也反证了光速不变原理．一、对相对论的速度变换公式的理解1．当物体运动方向与参考系相对地面的运动方向相反时，公式中的例1.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×l03m／s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×l08m／s跟随A飞行。求：（1）A上的乘客看到B的相对速度；（2）B上的乘客看到A的相对速度。

中国航天A中国航天B解：(1)设地球为K系，飞船A为K′系。可知K′系相对K系是速度为K系K＇系=v2.5×108m/s

v飞船B在K系中的速度为=ux2.0×108m/s

ux飞船B在K＇系中的速度为1u=xvvc2uxux´2.5×108=2.0×1089.0×1016×2.5×1082.0×1081=1.125×108m/s

一、对相对论的速度变换公式的理解例1.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×l03m／例1.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×l03m／s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×l08m／s跟随A飞行。求：（1）A上的乘客看到B的相对速度；（2）B上的乘客看到A的相对速度。

中国航天A中国航天B(2)设地球为K系，飞船B为K′系。可知K′系相对K系是速度为K系K＇系=v2.0×108m/s

v飞船A在K系中的速度为=ux2.5×108m/s

ux飞船A在K＇系中的速度为1u=xvvc2uxux´2.0×108=2.5×1089.0×1016×2.0×1082.5×1081=1.125×108m/s

一、对相对论的速度变换公式的理解例1.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×l03m／二、对相对论质量和质能方程的理解1.相对论质量：物体的质量会随物体的速度的增大而增大，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m为运动质量＞m0为静止质量

(1)v≪c时，()2＝0此时有m＝m0，也就是说：低速运动的物体，可认为其质量与物体的运动状态无关．(2)物体的运动速率无限接近光速时，其相对论质量也将无限增大，其惯性也将无限增大．其运动状态的改变也就越难，所以超光速是不可能的．二、对相对论质量和质能方程的理解1.相对论质量：物体的质量会

微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量。在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响。

1988年，中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功！二、对相对论质量和质能方程的理解 微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于例2.如一观察者测出电子质量为2m。问电子速度为多少？（m。为电子的静止质量）解：设电子的速度为v，根据相对论质速关系：二、对相对论质量和质能方程的理解例2.如一观察者测出电子质量为2m。问电子速度为多少？（m。物体的能量和质量之间存在密切的联系，它们的关系是：这就是著名的爱因斯坦质能方程。二、对相对论质量和质能方程的理解2.质能关系：物体的能量和质量之间存在密切的联系，它们的关系是：这就是著名(1)质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系。静止时的能量运动时的能量物体的动能二、对相对论质量和质能方程的理解其中E0＝m0c2为物体相对于参考系静止时的能量．(2)在相对论下，运动物体的动能Ek＝mc2－m0c2.(3)物体的能量变化ΔE与质量变化Δm的对应关系为:ΔE＝Δmc2.(1)质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系。静例3.太阳由于向四面空间辐射能量，每秒损失了质量4×109kg。求太阳的辐射功率。解：设太阳的辐射功率为P：二、对相对论质量和质能方程的理解例3.太阳由于向四面空间辐射能量，每秒损失了质量4×109例4.一个电子从静止开始加速到0.1c

的速度，需要对它作多少功？速度从0.9c

加速到0.99c

又要作多少功？解：设将电子加速到0.1c所需做功为W：二、对相对论质量和质能方程的理解例4.一个电子从静止开始加速到0.1c的速度，需要对它作多例4.一个电子从静止开始加速到0.1c

的速度，需要对它作多少功？速度从0.9c

加速到0.99c

又要作多少功？同理，设将电子从0.9c加速到0.99c所需做功为W’：二、对相对论质量和质能方程的理解例4.一个电子从静止开始加速到0.1c的速度，需要对它作多课堂小结一.相对论的速度变换公式二.相对论质量三.质能方程课堂小结一.相对论的速度变换公式课后作业1.课本作业2.活页练习课后作业1.课本作业2.活页练习谢谢观看!谢谢观看!选修3-4第十五章相对论简介3

狭义相对论的其他结论选修3-4第十五章相对论简介

狭义相对论的两点假设？复习1.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。

2.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。狭义相对论的两点假设？复习1.狭义相对性原1.“同时”的相对性2.动尺变短3.动钟变慢由狭义相对论推出的几个结论？1.“同时”的相对性由狭义相对论推出的几个结论？新知预习一.相对论速度变换公式：设高速行驶的火车的对地速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么人相对地面的速度

，若人和车的运动方向相反，式中u′取_____.负值新知预习一.相对论速度变换公式：负值二.相对论质量1.经典力学:物体的质量是_____的,一定的力作用在物体上，产生一定的_______,经过足够长的时间后,物体可以达到任意的速度.2.相对论:物体的质量随物体速度的增加而_____.物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系是:__________.三、质能方程：

式中E是物体具有的能量，m是物体的质量.不变加速度增大E=mc2新知预习二.相对论质量不变加速度增大E=mc2新知预习一、对相对论的速度变换公式的理解v车对地的速度为v，人对车的速度为u地面上的人看到车上人相对地面的速度为：☆如果车上人运动方向与火车运动方向相反，则u取负值。这是相对论的速度叠加公式。如果u’＜c，则u＜c；如果u’＝c(光速)，则u＝c．与相对论的时空概念相协调！一、对相对论的速度变换公式的理解v车对地的速度为v，人对车的1．当物体运动方向与参考系相对地面的运动方向相反时，公式中的u′取负值．2．若物体运动方向与参考系运动方向不共线，此式不可用．3．由公式可知：u一定比u′＋v小，但当u′和v都比c小得多时，可认为u＝u′＋v，这就是低速下的近似，即经典力学中的速度叠加．4．当u′＝v＝c时，u＝c，证明了光速是速度的极限，也反证了光速不变原理．一、对相对论的速度变换公式的理解1．当物体运动方向与参考系相对地面的运动方向相反时，公式中的例1.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×l03m／s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×l08m／s跟随A飞行。求：（1）A上的乘客看到B的相对速度；（2）B上的乘客看到A的相对速度。

中国航天A中国航天B解：(1)设地球为K系，飞船A为K′系。可知K′系相对K系是速度为K系K＇系=v2.5×108m/s

v飞船B在K系中的速度为=ux2.0×108m/s

ux飞船B在K＇系中的速度为1u=xvvc2uxux´2.5×108=2.0×1089.0×1016×2.5×1082.0×1081=1.125×108m/s

一、对相对论的速度变换公式的理解例1.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×l03m／例1.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×l03m／s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×l08m／s跟随A飞行。求：（1）A上的乘客看到B的相对速度；（2）B上的乘客看到A的相对速度。

中国航天A中国航天B(2)设地球为K系，飞船B为K′系。可知K′系相对K系是速度为K系K＇系=v2.0×108m/s

v飞船A在K系中的速度为=ux2.5×108m/s

ux飞船A在K＇系中的速度为1u=xvvc2uxux´2.0×108=2.5×1089.0×1016×2.0×1082.5×1081=1.125×108m/s

一、对相对论的速度变换公式的理解例1.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×l03m／二、对相对论质量和质能方程的理解1.相对论质量：物体的质量会随物体的速度的增大而增大，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m为运动质量＞m0为静止质量

(1)v≪c时，()2＝0此时有m＝m0，也就是说：低速运动的物体，可认为其质量与物体的运动状态无关．(2)物体的运动速率无限接近光速时，其相对论质量也将无限增大，其惯性也将无限增大．其运动状态的改变也就越难，所以超光速是不可能的．二、对相对论质量和质能方程的理解1.相对论质量：物体的质量会

微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量。在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响。

1988年，中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功！二、对相对论质量和质能方程的理解 微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于例2.如一观察者测出电子质量为2m。问电子速度为多少？（m。为电子的静止质量）解：设电子的速度为v，根据相对论质速关系：二、对相对论质量和质能方程的理解例2.如一观察者测出电子质量为2m。问电子速度为多少？（m。物体的能量和质量之间存在密切的联系，它们的关系是：这就是著名的爱因斯坦质能方程。二、对相对论质量和质能方程的理解2.质能关系：物体的能量和质量之间存在密切的联系，它们的关系是：这就是著名(1)质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系。静止时的能量运动时的能量物体的动能二、对相对论质量和质