2022-2023年鲁科版(2019)新教材高中物理必修2 第5章科学进步无止境第3节探索宇宙的奥秘课件

相对论初步一、高速世界的两个基本原理1.经典时空观的运动合成大量的实验事实证明了经典时空观的运动合成不适

合于________的物体,即高速运动的物体间的_____

_____不能用经典的速度合成法则.2.两个基本原理(1)相对性原理:所有物理规律在一切___________中

都具有相同的形式.(2)光速不变原理:在一切___________中,测量到的真

空中的光速c都_____.高速运动相对速度惯性参照系惯性参照系一样二、时间延缓效应1.经典物理学的观点经典物理学认为,某两个事件,在不同的惯性参考系中

观察,它们发生的时间差,也就是它们的时间间隔,总

是相同的,即时间是绝对的.也就是说时间的测量与运

动无关,时间间隔是一个不变量.这就是经典物理学的

绝对时空观.2.时间延缓效应:____的时钟比____的时钟走得慢,这

就是时间延缓.(1)相对性:同一个物理过程经历的时间,在不同的___

____中观测,测得的结果____,这是______时空观的体

现,是一种观测效应.运动静止惯性系不同相对论因子三、长度收缩效应1.经典物理学的观点经典时空观认为,空间两点之间的距离是一个不变量,与参考系的选择和观察者的运动无关.自身长度长度收缩效应相对论(1)在垂直于自身长度的方向上不发生长度收缩.(2)一般的运动,速度很小,不会感觉到长度收缩效应.静止质量速度增大忽略五、质能关系1.经典物理学的观点在经典物理学中,质量和能量是两个独立的概念.

2.相对论的观点质能关系:按照相对论及基本力学定律可得质量和

能量的关系为E＝_____,称为质能关系式.物质的质

量减少或增加时,必然伴随____的减少或增加,其关

系为ΔE＝______.mc2能量Δmc23.时空弯曲(1)爱因斯坦认为____和_____对轨迹的弯曲是等

效的,如果加速能使光线____,那么引力也能使光

线_____.(2)按照广义相对论,光线在引力场中的弯曲可等

效为________被引力弯曲了,引力不但影响空间,

还影响_____,此影响可描述为_________.加速引力弯曲弯曲空间本身时间时空弯曲1.一光源随着惯性系S′以固定的速度v相对于惯性系S运动,在惯性系S上的观察者测得S′惯性系中的光的传播速度(

)A.等于c－v

B.等于c＋vC.等于c D.在c＋v和c－v之间答案:

C(1)时间延缓效应是一种观测效应,不是时钟走快了或走慢了,也不是被观测过程的节奏变化了.(2)长度收缩效应也是一种观测效应,并不是物体本身发生了收缩.另外在垂直于运动方向不发生收缩效应现象.2.设想有一光子火箭,相对地球以速率v＝0.95c

做直线运动.若以火箭为参考系测得火箭长为15m.问以地球为参考系,测得此火箭有多长？答案:

4.68m2.质能关系(1)经典物理学的观点在经典物理学中,质量和能量是两个独立的概念.(2)相对论的观点由爱因斯坦的相对论及基本力学定律可推出质量和能量具有如下关系:E＝mc2或ΔE＝Δmc2.(1)任何质量m都对应着一定的能量mc2,即任何静止的质量不为零的物体,都贮存着巨大的能量.(2)质量和能量是物质不可分离的属性.(3)核能的发现和利用让爱因斯坦的质能关系得到了验证.3.在粒子对撞机中,有一个电子经过高压加速,速度达到光速的0.5倍.试求此时电子的质量