学年高中物理第十五章相对论简介本章整合课件新人教版选修

本章整合本章知识可分为两部分,第一是狭义相对论的知识,主要是两个基本假设和几个重要结论;第二是广义相对论,介绍了两个基本原理及几个结论。思考并回答下列问题1.思考关于狭义相对论的内容,填写下图。答案：①在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的

②真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的

③相对的

2.思考广义相对论的相关内容,填写下图。答案：①在任何参考系中,物理规律都是相同的②一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价③弯曲

④时间进程出现差别(引力红移)专题一专题二专题三专题一

时间和空间的相对性

专题一专题二专题三【例题1】

在实验室中测得以速度0.8c运动的π介子的平均寿命为4×10-8s,与π介子一起运动的观察者认为π介子的平均寿命是多少?解析：在相对于π介子运动的实验室中测得π介子的平均寿命为Δt,则相对于π介子静止的观察者测得π介子的平均寿命为答案：2.4×10-8s专题一专题二专题三变式训练1某列长为100m的火车若分别以v1=30m/s和v2=2.7×108m/s的速度做匀速直线运动,则对地面的观察者来说其长度分别缩短了多少?解析：l0=100

m当火车以v1=30

m/s的速度运动时,其长度缩短了Δl1=l0-l1=0当火车以v2=2.7×108

m/s的速度运动时,其长度缩短了Δl2=l0-l2=56.4m。答案：0

56.4m专题一专题二专题三专题二

质速关系和质能关系质速关系式为m=,质能关系式为E=mc2,利用质速关系式和质能关系式解题时应首先明确物体的静止质量和运动质量。专题一专题二专题三【例题2】

一电子以0.99c的速率运动。问:(电子静止质量m0=9.1×10-31kg)(1)电子的总能量是多少?(2)电子经典力学的动能与相对论动能之比是多少?专题一专题二专题三答案：(1)5.81×10-13J

(2)8.05×10-2专题一专题二专题三变式训练2导学号73884160电子的静止质量m0=9.11×10-31kg。(1)试分别用焦耳和电子伏为单位来表示电子的静质能;(2)静止电子经过106V电压加速后,其质量和速率各是多少?解析：(1)由质能方程得E0=m0c2=9.11×10-31×(3×108)2

J专题一专题二专题三答案：(1)8.2×10-14J

0.51MeV

(2)2.69×10-30kg2.82×108m/s专题一专题二专题三专题三

相对论速度变换公式相对论速度变换公式:设车对地面的速度为v,车上人对车的速度为u‘,车上人相对于地面的速度为u,则u=

;如果车上人运动方向与车运动方向相同,u'取正值,如果车上人的速度与车运动方向相反,u'取负值。专题一专题二专题三【例题3】

地球上一观察者,看见一飞船A以速度2.5×108m/s从他身边飞过,另一飞船B以速度2.0×108m/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。解析：(1)A上的乘客看地面上的人以速度-2.5×108

m/s向后运动,地面上的人看B以速度2.0×108

m/s向前运动,则A上的乘客看到B的相对速度为

u=×108

m/s≈-1.125×108

m/s。(2)B上的乘客看到A的相对速度为1.125×108

m/s。答案：(1)-1.125×108m/s

(2)1.125×108m/s专题一专题二专题三变