《2018-2019版高中物理 第5章 新時(shí)空觀的確立 5.3 奇特的相對論效應(yīng)課件 滬科版選修3-4.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中物理 第5章 新時(shí)空觀的確立 5.3 奇特的相對論效應(yīng)課件 滬科版選修3-4.ppt（25頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、5.3奇特的相對論效應(yīng),第5章新時(shí)空觀的確立,[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.了解運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘延緩效應(yīng)和運(yùn)動(dòng)長度收縮效應(yīng).2.知道愛因斯坦質(zhì)量公式和質(zhì)能關(guān)系.3.了解經(jīng)典時(shí)空觀與相對論時(shí)空觀的重要區(qū)別，體會(huì)相對論的建立對人類認(rèn)識世界的影響.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測檢測評價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),2.運(yùn)動(dòng)長度收縮在一以速度v相對于地球飛行的飛船上，有一根沿運(yùn)動(dòng)方向放置且靜止的棒，在地球上測量它的長度為l，在飛船上測量的長度為l′，兩者的關(guān)系為l＝l′.在靜止慣性參考系中測得的長度總是比運(yùn)動(dòng)慣性系中的要短一些，這種效應(yīng)叫做運(yùn)動(dòng)長度收縮或尺縮效應(yīng)，也叫做“動(dòng)尺縮短”.尺縮
2、效應(yīng)只發(fā)生在的方向上.3.愛因斯坦質(zhì)量公式物體靜止時(shí)的質(zhì)量為m0，運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量為m，兩者之間的關(guān)系為m＝.,運(yùn)動(dòng),4.質(zhì)能關(guān)系(1)任何質(zhì)量的物體都對應(yīng)著一定的能量：E＝.(2)如果質(zhì)量發(fā)生了變化，其能量也相應(yīng)發(fā)生變化：ΔE＝.5.時(shí)空觀的深刻變革牛頓物理學(xué)的絕對時(shí)空觀：物理學(xué)的空間與時(shí)間是絕對分離、沒有聯(lián)系的，脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在，與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)關(guān).而相對論認(rèn)為：有物質(zhì)才有時(shí)間和空間，空間和時(shí)間與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)關(guān).人類對于空間、時(shí)間更進(jìn)一步地認(rèn)識而形成的新的時(shí)空觀，是建立在新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和相關(guān)結(jié)論與傳統(tǒng)觀念不一致的矛盾基礎(chǔ)上，是不斷發(fā)展、不斷完善起來的.,mc2,Δmc2,無,有,重點(diǎn)探究,答案不
3、同,一、運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘延緩,[導(dǎo)學(xué)探究]一列火車沿平直軌道飛快勻速行駛，某人在這列火車上拍了兩下桌子，車上的人觀測的兩次拍桌子的時(shí)間間隔與地上人觀測的拍兩下桌子的時(shí)間間隔相同嗎？,答案,[知識深化]時(shí)間間隔的相對性(時(shí)鐘延緩)1.經(jīng)典的時(shí)空觀：某兩個(gè)事件，在不同的慣性系中觀察，它們的時(shí)間間隔總是相同的.2.相對論的時(shí)空觀：某兩個(gè)事件，在不同的慣性參考系中觀察，它們的時(shí)間間隔是不同的，慣性系相對運(yùn)動(dòng)速度越大，慣性系中的時(shí)間進(jìn)程越慢.3.相對時(shí)間間隔公式：設(shè)Δt′表示與運(yùn)動(dòng)的慣性系相對靜止的觀察者觀測的時(shí)間間隔，Δt表示地面上的觀察者觀測同樣兩事件的時(shí)間間隔，則它們的關(guān)系是Δt＝.,例1遠(yuǎn)方的一顆星以0
4、.8c的速度離開地球，測得它輻射出來的閃光按5晝夜的周期變化，求在此星球上測其閃光周期為多大？,解析,答案3晝夜,答案,解析5晝夜是地球上測得的，即Δt＝5d,Δt′＝3d,二、運(yùn)動(dòng)長度收縮,[導(dǎo)學(xué)探究]如圖1所示，假設(shè)桿MN沿著車廂的運(yùn)動(dòng)方向固定在火車上，且與火車一起運(yùn)動(dòng)，火車上的人測得桿的長度與地面上的人測得桿的長度相同嗎？,答案不同,答案,圖1,[知識深化]長度的相對性(尺縮效應(yīng))1.經(jīng)典的時(shí)空觀：一條桿的長度不會(huì)因?yàn)橛^察者是否與桿做相對運(yùn)動(dòng)而不同.2.相對論的時(shí)空觀：長度也具有相對性，一條沿自身長度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長度總比靜止長度短，但在垂直于桿的運(yùn)動(dòng)方向上，桿的長度不變.3.相對長度
5、公式：設(shè)相對于桿靜止的觀察者認(rèn)為桿的長度為l′，與桿有相對運(yùn)動(dòng)的人認(rèn)為桿的長度為l，桿相對于觀察者的速度為v，則l、l′、v的關(guān)系是l＝l′.,例2地面上長100km的鐵路上空有一火箭沿鐵路方向以30km/s的速度掠過，則火箭上的人看到鐵路的長度應(yīng)該為多少？如果火箭的速度達(dá)到0.6c，則火箭上的人看到的鐵路的長度又是多少？,解析,答案100km80km,答案,三、愛因斯坦質(zhì)量公式和質(zhì)能關(guān)系,[導(dǎo)學(xué)探究]一個(gè)恒力作用在物體上產(chǎn)生一恒定加速度，由v＝at可知，經(jīng)過足夠長的時(shí)間，物體可以達(dá)到任意速度，甚至超過光速嗎？,答案,答案不會(huì)超過光速,[知識深化]1.相對論質(zhì)量(1)經(jīng)典力學(xué)：物體的質(zhì)量是不變
6、的，一定的力作用在物體上產(chǎn)生一定的加速度，經(jīng)過足夠長時(shí)間后物體可以達(dá)到任意的速度.(2)相對論：物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增加.物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間的關(guān)系是：m＝，因?yàn)榭傆衯
7、系式可知ΔE＝Δmc2.,[延伸思考]有人根據(jù)E＝mc2得出結(jié)論：質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量，能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量，這種說法對嗎？,答案,答案不對.E＝mc2表明質(zhì)量與能量之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系，物體吸收或放出能量，則對應(yīng)的質(zhì)量會(huì)增加或減少，質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化.對一個(gè)封閉的系統(tǒng)，質(zhì)量是守恒的，能量也是守恒的.,例3星際火箭以0.8c的速率飛行，其靜止質(zhì)量為運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的多少？,解析,答案,答案0.6,解析設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0′，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為m′，,針對訓(xùn)練下列關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程的說法中，正確的是A.只有運(yùn)動(dòng)的物體才具有質(zhì)能，靜止的物體沒有質(zhì)能B.一定的質(zhì)量總是和一定的能量相對應(yīng)C.E＝mc2中能
8、量E其實(shí)就是物體的內(nèi)能D.由ΔE＝Δmc2知質(zhì)量與能量可以相互轉(zhuǎn)化,解析,解析物體具有的質(zhì)量與質(zhì)量對應(yīng)的能量稱為質(zhì)能，E＝mc2表明質(zhì)量與能量之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系，物體吸收或放出能量，則對應(yīng)的質(zhì)量會(huì)增加或減少，質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化.故選項(xiàng)D錯(cuò)誤，B正確；靜止的物體也具有能量，稱為靜質(zhì)能E0，E0＝m0c2，m0叫做靜質(zhì)量；E＝mc2中的能量E包括靜質(zhì)能E0和動(dòng)能Ek，而非物體的內(nèi)能，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤.,√,答案,,課堂要點(diǎn)小結(jié),奇特的相對論效應(yīng),相對論效應(yīng),,愛因斯坦質(zhì)量公式：m＝,運(yùn)動(dòng)長度收縮：l＝,,質(zhì)能關(guān)系：E＝mc2,運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘延緩：Δt＝,時(shí)空觀的深刻變革,達(dá)標(biāo)檢測,1.(多選)
9、關(guān)于物體的質(zhì)量，下列說法正確的是A.在牛頓力學(xué)中，物體的質(zhì)量是保持不變的B.在牛頓力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨物體的速度變化而變化C.在相對論力學(xué)中，物體靜止時(shí)的質(zhì)量最小D.在相對論力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增加,解析在牛頓力學(xué)中，物體的質(zhì)量是保持不變的，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；,解析,√,答案,√,√,1,2,3,2.(多選)下列說法中正確的是A.一條桿的長度不會(huì)因?yàn)橛^察者是否與桿做相對運(yùn)動(dòng)而不同，這是經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)B.一條沿自身長度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長度總比桿靜止時(shí)的長度小C.一條桿的長度靜止時(shí)為l0，不管桿如何運(yùn)動(dòng)，桿的長度均小于l0D.如果兩條平行的桿在沿自己的長度方向上做相對運(yùn)動(dòng)，與
10、它們一起運(yùn)動(dòng)的兩位觀察者都會(huì)認(rèn)為對方的桿縮短了,√,答案,√,√,解析,解析根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)可知，選項(xiàng)A正確；根據(jù)“運(yùn)動(dòng)長度收縮”效應(yīng)知，選項(xiàng)B、D正確；只有在運(yùn)動(dòng)方向上才有“長度收縮”效應(yīng)，若桿沿垂直桿的方向運(yùn)動(dòng)，則桿的長度不變，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.,1,2,3,1,2,3,3.甲、乙兩人站在地面上時(shí)身高都是L0，甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c(c為光速)的飛船同向運(yùn)動(dòng)，如圖2所示.此時(shí)乙觀察到甲的身高L__L0；若甲向乙揮手，動(dòng)作時(shí)間為t0，乙觀察到甲動(dòng)作時(shí)間為t1，則t1___t0(均選填“＞”“＝”或“＜”).,解析,答案,解析在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上長度不變，則有L＝L0；根據(jù)狹義相對論的時(shí)間延緩效應(yīng)可知，乙觀察到甲的動(dòng)作時(shí)間變長，即t1＞t0.,圖2,＝,＞,
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