15-3、4狭义相对论的其他结论和广义相对论简介.pptVIP

成才之路·物理 第十五章　相对论简介 成才之路 · 物理 · 人教版 · 选修3-4 * 第十五章 第三节 第四节 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 · 选修3-4 课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破 课后强化作业 考点题型设计 学习目标定位 课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破 答案：C 答案：AD 第十五章　相对论简介 成才之路 · 物理 · 人教版 · 选修3-4 第十五章 第三节 第四节 第十五章 相对论简介第三节 狭义相对论的其他结论第四节广义相对论简介 ※ 了解相对论速度变换公式 了解相对论质量公式 知道质能方程 了解广义相对性原理和等效原理 了解广义相对论的几个结论 在相对论问世以后，我们才开始了解神奇的高速世界、认识变化多彩的星空，奥秘无穷的宇宙才为我们掀开神秘的面纱。爱因斯坦的相对论以深奥难懂著称。其实，以少数不深奥、不难懂的原理为基础，经过可信的逻辑推理，你将看到，那些神奇的结论竟是十分自然的！ 知识点1 狭义相对论的其他结论1.相对论速度变换公式 设车对地的速度为v，人对车的速度为u′，车上人相对于地面的速度为u， (1)经典的时空观：u＝。 u′＋v (2)相对论的速度变换公式：如果车上人运动方向与车运动方向相同，u′取值，如果车上人运动方向与车运动方向相反，u′取值。 (3)结论：光速c是宇宙万物速度的极限，且相对于任何参考系都是的。 u＝ 正 负 不变 知识点2 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，产生的加速度也是的，足够长的时间以后物体就可以达到速度。 2．相对论情况下：物体的质量随其速度的增大而增大。物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0的关系式为：。 不变 一定 任意大的 m＝ 3．质能方程 质能方程：。 质能方程表达了物体的质量m和它所具有的能量E之间的关系。 E＝mc2 知识点3 广义相对论简介1.超越狭义相对论的思考 爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题： (1)引力问题：万有引力理论无法纳入的框架； (2)非惯性系问题：狭义相对论只适用于。它们是促成广义相对论的前提。 狭义相对论 惯性参考系 2．广义相对性原理和等效原理 (1)广义相对性原理：在任何参考系中，物理规律都是的。 (2)等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系。 相同 等价 3．广义相对论的几个结论 (1)光线经过强引力场发生； (2)引力红移：引力场的存在使得空间不同位置的进程出现了差别。而使矮星表面原子发光频率。 弯曲 时间 偏低 一、对相对论速度变换公式u＝的理解 1．当u′＝c时，不论v有多大，总有u＝c，这表明，在不同参考系中观察，光速都是相同的，这与相对论的第二个假设光速不变原理相一致。 2．对于速度远小于光速的情形，uc，u′c，这时可以忽略不计，相对论的速度变换公式可以近似变为u＝u′＋v。 3．如果u′和v的方向垂直或成其他任意角度，公式不成立，只适用于一条直线上。 二、相对论质量 相对论中质量和速度的关系为m＝。 理解这个公式时请注意： 1．式中m0是物体静止时的质量(也称为静质量)，m是物体以速度v运动时的质量。这个关系式称为相对论质速关系，它表明物体的质量会随速度的增大而增大。 2．vc时，近似地m＝m0。 3．微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于光子质量。例如回旋加速器中被加速的粒子质量会变大，导致做圆周运动的周期变大后，它的运动与加在D形盒上的交变电压不再同步，回旋加速器的加速能量因此受到了限制。 一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大？(　　) A．摩托车　　　　　　　　B．有轨电车 C．两者都增加 D．都不增加 三、质能方程 (1)爱因斯坦质能方程：E＝mc2。 质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量的关系，即一定的质量总是和一定的能量相对应。 (2)对于一个以速率v运动的物体，其总能量为动能与静质能之和，即E＝Ek＋E0，其中静质能E0＝m0c2。 爱因斯坦质能方程为开创原子能时代提供了理论基础。当物体静止时，它本身蕴含着一份很大的能量。如m0＝1kg，其静止能量E0＝9×1016J。而我们通常所利用的物体的动能仅仅是mc2和m0c2之差，即Ek＝E－E0 特别提醒：?1?不能把质量和能量混为一谈，不能认为质量消失了，只剩下能量在转化，更不能认为质量和能量可以相互转变。?2?在一切过程中，质量和能量是分别守恒的，只有在微观粒子的裂变和聚变过程中，有质量亏损的情况下，才会有质能方程的应用，即ΔE＝Δmc2。 用著名的公式E＝mc2(c是光速)，可以计算核反应