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1、第十五章相對論簡介學案3 章末總結專題整合自我檢測網絡構建網絡構建相對論簡介狹義相對論兩個基本假設狹義相對性原理： 光速不變原理： 幾個重要結論“同時”是相對的長度是相對的,長度的相對性公式l在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的狹義相對論幾個重要結論時間間隔是相對的，時間間隔的相對性公式t 相對論速度變換公式u相對論質量關系式m愛因斯坦質能方程Emc2廣義相對論兩個基本原理廣義相對性原理： 等效原理： 幾個結論物質的引力使光線彎曲引力場的存在使得空間不同位置的時間進程出現(xiàn) 差別(引力紅移)在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的一個均勻的引力場與一個做
2、勻加速運動的參考系等價一、時間和空間的相對性專題整合例1在實驗室中測得以速度0.8c運動的介子的平均壽命為4108秒，與介子一起運動的觀察者認為介子的平均壽命是多少？解析在相對于介子運動的實驗室中測得介子的平均壽命為t，則相對于介子靜止的觀察者測得介子的平均壽命為答案2.4108 s例2某列長為100 m的火車若分別以v130 m/s和v22.7108 m/s的速度做勻速直線運動，則對地面的觀察者來說其長度分別縮短了多少？解析l0100 m當火車以v130 m/s的速度運動時，其長度縮短了l1l0l10當火車以v22.7108 m/s的速度運動時，其長度縮短了l2l0l256.4 m.答案05
3、6.4 m二、質速關系和質能關系例3一電子以0.99c的速率運動.(電子靜止質量m09.11031 kg)問：(1)電子的總能量是多少？答案5.811013 J(2)電子經典力學的動能與相對論動能之比是多少？答案8.05102三、相對論速度變換公式例4地球上一觀察者，看見一飛船A以速度2.5108 m/s從他身邊飛過，另一飛船B以速度2.0108 m/s跟隨A飛行.求：(1)A上的乘客看到B的相對速度；解析A上的乘客看地面上的人以速度2.5108 m/s向后運動.地面上的人看B以速度2.0108 m/s向前運動，則A上的乘客看到B的相對速度為u108 m/s1.125108 m/s.答案1.1
4、25108 m/s(2)B上的乘客看到A的相對速度.解析B上的乘客看到A的相對速度為1.125108 m/s.答案1.125108 m/s自我檢測自我檢測1.(空間的相對性)如圖1所示，假設一根10 m長的梭鏢以接近光速穿過一根10 m長的管子，它們的長度都是在靜止狀態(tài)下測量的.以下敘述中最好地描述了梭鏢穿過管子的情況的是()A.梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B.管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來C.兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個位置，管子恰好遮住 梭鏢D.所有這些都與觀察者的運動情況有關圖1解析長度的相對性公式l 中的l和l0是具有相對性的，到底是
5、管子收縮變短還是梭鏢收縮變短，要看觀察者所處的參考系.如果你是在相對于管子靜止的參考系中觀察運動著的梭鏢，那么梭鏢看起來就比管子短，在某些位置梭鏢會完全處在管子內部.然而當你和梭鏢一起運動時，你看到的管子就縮短了，所以在某些位置，你可以看到梭鏢從管子的兩端伸出來.答案D2.(相對論速度變換公式)若一宇宙飛船對地以速度v運動，宇航員在飛船內沿同方向測得光速為c，那么在地面上的觀察者看來，光速是vc嗎？答案不是.在地面上的觀察者看來，光速是c.3.(質速關系和質能關系)電子的靜止質量m09.111031 kg.(1)試分別用焦耳和電子伏為單位來表示電子的靜質能；解析由質能方程得E0m0c29.111031(3108)2 J8.21014 J答案8.21014 J0.51 MeV(2)靜止電子經過106 V電壓加速后，其質量和速率各是多少？答案2.691030 kg2.82108 m/s4.(對相對論的理解)如圖2所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對地面的速度均為v(v接近光速c).地面上測得它們相距為L，則A測得兩飛船間的距離_(選填“大于”、“等于”或“小于”)L.當B向A發(fā)出一光信號，A測得該信號的速度為_.圖2大于c(或光速)
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