教案-全国-2008_高二物理相对论简介知识精讲.rar

用心爱心专心115号编辑高二物理相对论简介【本讲主要内容】相对论简介狭义相对论的基本假设时间和空间的相对性狭义相对论其它三个结论【知识掌握】【知识点精析】狭义相对论的两个基本假设：经典相对性原理：（伽利略相对性原理）光速引起困难：电磁波和光速以哪个参考系说的。一般物体v很小，c-v和c+v与c相差很小，无论光源相对观察者怎样运动，光速都相同。所以特殊参考系O是否存在？问题：是放弃麦克斯韦电磁理论，还是否定特殊参考系存在。狭义相对论两个基本假设：1.在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的（爱因斯坦相对性原理）2.真空中的光速在不同参考系中都是相同的（光速不变原理）同时的相对性：经典物理学家认为是同时的。按爱因斯坦的两个基本假设是：（同时是相对的）一.时间是相对的。底板发光射到车顶小镜上。在车上看：往返时间△t’在车下看：往返时间△t车下人看：时间变慢了：物理、化学过程、生命、时钟、化学反应，新陈代谢也变慢了。车上人：没觉得慢。∴时间是相对的。二.长度是相对的时空相对性实验证实：太阳宇宙深处高层大气其中有子1971年用铯原子钟放在喷气式飞机上与地面基准钟对照，实验结果证实时空相对性。相对论时空观：经典物理学认为：空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间与时间也没有联系。相对论认为：有物质才有空间、时间，空间、时间与物质运动状态是有关的，时间、空间都是物质。狭义相对论其它三个基本假设：一.相对论速度叠加公式：v是车对地面速度，u’是沿车前进方向人相对火车速度，人相对地面速度为u。按经典理论，按相对论u要小，若u’，v与c差不多时才会观察到这个差别。u’=c时无论v多大，u都等于c。∴光速不变。二.相对论质量为静止质量，m为运动质量。三.质能方程静时运动时∴牛顿力学是时特例。【解题方法指导】例1.下列说法正确的是（）A.任何核反应都能释放出能量B.原子弹的爆炸是利用轻核的聚变释放出的能量C.镉棒在核反应堆中的作用是控制反应速度，调节反应速度的快慢D.氢弹是利用链式反应制造的一种大规模杀伤武器解：C√例2.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运动的（）A.你的质量在增加B.你的心脏跳动在慢下来C.你在变小D.以上三种变化同时发生E.你永远不能由自身的变化知道你的速度答案：E。相对论的基本概念是：当你被关在一个封闭的房子中时，你绝对无法知道房子是否在做匀速运动。当房子突然停止运动时，关在其中的人是能够感知这一点的；当房子突然开始运动时，其内部的人也能有感觉；当房子旋转时，关在其内部的人也能说出它在转动。但如果房子是在做直线的匀速运动，即没有任何加速度，则在其内部的人就无法知道房子是否在移动。即使房子有一个窗户，你从窗户向外看，看见某些东西在朝你移动；但你仍说不出是你的房子在向这些东西移动，还是这些东西在向你的房子移动。如果房子的运动使你的质量增加、心率减慢或身高降低，那么它将以完全一样的方式影响房子中其它物质的质量。钟的快慢和尺的大小。这样，房子中没有一样东西是不变的，也就没有一个可以用作比较的固定参考物。这就使你无法探测到任何变化，也就是不可能找到自我检测速度计。【典型例题分析】例1.（2003年·上海春季高考·17）下面是一核反应方程，用c表示光速，则（）A.X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2B.X是中子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2C.X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2D.X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘c2解：据核反应过程电荷数和质量数守恒X应是中子据爱因斯坦质能方程放出能量应等于氘核与氚核质量之和减去氦核与中子质量之和，乘以c2∴D√例2.在静止系中的正立方体每边长L0，另一坐标系以相对速度v平行于立方体的一边运动。问在后一坐标系中的观察者测得的立方体体积是多少？分析：在狭义相对论中，空间长度是相对的，它与参考系密切相关。若一静止系中边长为L0的正立方体相对于一观察者以速度v运动，则观察者将测得立方体在运动方向上的长度要缩短，而与运动方向垂直的长度将不改变。解：本题中立方体相对于坐标系以速度v运动，一条边与运动方向平行，则坐标系中观察者测得该条边的长度为：测得立方体的体积为：【综合测试】1.一汽车以的速度沿一长直的高速公路行驶，试求站在路旁的人观察到该汽车长度缩短了多少？已知此汽车停在路旁时，测得其长度为3m．2.假设一宇宙飞船以速度0.8c匀速飞向一恒星．在地球上测得地球与该恒星相距，求飞船中旅客觉察到旅程缩短为多少？3.固有寿命为的介子，以速度v=0.6c相对于实验室运动。试求：在实验中测得它的平均寿命和生存期内走过的距离分别为多大？4.一根10m长的梭镖以相对论速度穿过一根10