2017-2018學(xué)年高中物理 第六章 相對論 第4講 相對論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系 第5講 廣義相對論點(diǎn)滴（選學(xué)）課件 教科版選修3-4.ppt

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1、第4講 相對論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系 第5講廣義相對論點(diǎn)滴(選學(xué)),目標(biāo)定位1.知道相對論速度變換公式、相對論質(zhì)量和質(zhì)能方程.2.了解廣義相對論的基本原理.3.初步了解廣義相對論的幾個(gè)主要觀點(diǎn)以及主要觀測證據(jù),一、相對論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系 1相對論的速度變換 在以速率u相對于參考系S運(yùn)動的參考系S中，一物體沿與u相同的方向以速率v運(yùn)動時(shí)，在參考系S中，它的速 率為v__________.,2相對論質(zhì)量和能量 (1)愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系式E______，m是物體的質(zhì)量，E是它所包含的能量，c是光在真空中的速率 (2)物體以速率v運(yùn)動時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間的 關(guān)系：m_________

2、_. (3)與靜質(zhì)量對應(yīng)的能量稱為靜能量，為E0______.,mc2,m0c2,二、廣義相對論點(diǎn)滴(選學(xué)) 1廣義相對性原理和等效原理 (1)廣義相對性原理 在____________中物理規(guī)律都是______的 (2)等效原理 一個(gè)不受引力作用的加速度系統(tǒng)跟一個(gè)受引力作用的__________是等效的 2支持廣義相對論的幾個(gè)觀測結(jié)果 (1)光在引力場中傳播時(shí)，將會發(fā)生______，而不再是直線傳播 (2)引力作用使光波發(fā)生______,任何參考系,一樣,慣性系統(tǒng),偏折,頻移,(3)在引力場中時(shí)間也會______，引力越強(qiáng)，時(shí)鐘就走得越______ (4)水星繞太陽運(yùn)動的軌道與根據(jù)牛頓萬有引

3、力定律計(jì)算所得的不一致 (5)當(dāng)兩個(gè)天體相互繞轉(zhuǎn)時(shí)，會向外界輻射出__________ 3宇宙的演化 (1)20世紀(jì)40年代末，物理學(xué)家伽莫夫把宇宙膨脹與粒子反應(yīng)理論結(jié)合起來，提出宇宙大爆炸假說 (2)宇宙大爆炸理論最大說服力的證據(jù)是宇宙背景輻射的發(fā)現(xiàn).,延緩,慢,引力波,一、對相對論速度變換公式的理解,1當(dāng)物體運(yùn)動方向與參考系相對地面的運(yùn)動方向相反時(shí)，公式中的v取負(fù)值 2若物體運(yùn)動方向與參考系運(yùn)動方向不共線，此式不可用 3由公式可知：v一定比uv小，但當(dāng)u和v都比c小得多時(shí)，可認(rèn)為vuv，這就是低速下的近似，即經(jīng)典力學(xué)中的速度疊加 4當(dāng)vuc時(shí)，vc，證明了光速是速度的極限，也反證了光速不變

4、原理,【例1】一粒子以0.05c的速率相對實(shí)驗(yàn)室參考系運(yùn)動此粒子衰變時(shí)發(fā)射一個(gè)電子，電子相對于粒子的速度為0.8c，電子的衰變方向與粒子運(yùn)動方向相同求電子相對于實(shí)驗(yàn)室參考系的速度,二、對相對論質(zhì)量和質(zhì)能方程的理解,【例2】為使電子的質(zhì)量增加到靜止質(zhì)量的兩倍，需有多大的速度() A6108 m/sB3108 m/s C2.6108 m/sD1.5108 m/s,【例3】1905年，愛因斯坦創(chuàng)立了“相對論”，提出了著名的質(zhì)能方程，下面涉及對質(zhì)能方程理解的幾種說法中正確的是() A若物體能量增大，則它的質(zhì)量增大 B若物體能量增大，則它的質(zhì)量減小 C若核反應(yīng)過程質(zhì)量減小，則需吸收能量 D若核反應(yīng)過程質(zhì)

5、量增大，則會放出能量 解析由Emc2可知，若E增大，則m增大；若E減小，則m減小，A正確，B錯誤；若m減小，則E減小，若m增大，則E增大，C、D均錯誤 答案A,1廣義相對性原理與狹義相對性原理并不相同狹義相對性原理僅適用于慣性系，而廣義相對性原理適用于一切參考系 2光線在引力場中彎曲以及引力紅移現(xiàn)象都是在引力場很強(qiáng)的情況下產(chǎn)生的效應(yīng) 3光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的現(xiàn)象，在我們的日常生活中仍然成立,三、對廣義相對論的理解,【例4】(多選)下列說法中正確的是() A物質(zhì)的引力使光線彎曲 B光線彎曲的原因是介質(zhì)不均勻而非引力作用 C在強(qiáng)引力的星球附近，時(shí)間進(jìn)程會變慢 D廣義相對論可以解釋引力紅移現(xiàn)象 解析由廣義相對論可知：物質(zhì)的引力使光線彎曲；引力場的存在使得空間不同位置的時(shí)間進(jìn)程出現(xiàn)差別，如在矮星表面的引力很強(qiáng)，那里的時(shí)間進(jìn)程變慢，從而導(dǎo)致引力紅移，所以正確選項(xiàng)為A、C、D 答案ACD,