6.3 時間、長度的相對性 6.4 相對論的速度變換公式 質(zhì)能關系.doc

6.3 時間、長度的相對性 6.4 相對論的速度變換公式 質(zhì)能關系導學案班級：_ 姓名：_ 組別編號：_【學習目標】1知道狹義相對論時間、長度的相對性并會進行適當計算2知道相對論速度變換公式，相對論質(zhì)量和質(zhì)能方程【重點難點】時間、長度的相對性、速度變換公式、質(zhì)能方程【自主學習】一、時間、長度的相對性1同時的相對性相對論的時空觀認為，“同時”具有_性，即在同一個慣性系中不同地點同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中觀察不一定是同時的2運動時鐘的變慢在一個相對于我們做_的參考系中發(fā)生的物理過程，在我們看來，它所經(jīng)歷的時間比在這個慣性系中直接觀察到的時間_3長度的相對性相對論的時空觀：“長度”也具有_性，一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比_時的長度小設相對于桿靜止的觀察者認為桿的長度為l0，與桿有相對運動的人認為桿的長度為l，桿相對于觀察者的速度為u，則l、l0、u的關系是：l _.4相對論時空觀空間和時間與物質(zhì)的_有關二、相對論速度變換公式、質(zhì)能方程1相對論的速度變換設在高速的火車上，火車對地面的速度為v，車上的人以速度u沿火車前進的方向相對火車運動，那么他相對地面的速度u_2相對論的質(zhì)量和能量(1)物體的質(zhì)量隨物體速度增大而_物體以速度v運動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0之間的關系是：m_，因為總有vc.可知運動物體的質(zhì)量m總_它靜止時的質(zhì)量m0.(2)質(zhì)能方程物體質(zhì)量m與其蘊含的能量E之間的關系是：E_.【合作探究】【類型一】對狹義相對論幾個主要結論的理解1幾個主要結論在相對事件發(fā)生地或物體靜止的參考系中觀察在相對事件發(fā)生地或物體運動的參考系中觀察同時的相對性事件_但_地點發(fā)生事件_發(fā)生時間間隔的相對性兩個事件發(fā)生的時間間隔為兩事件發(fā)生的時間間隔變_.長度的相對性桿的長度為l0若參考系沿桿的方向運動，觀察到的桿的長度_，l_l02幾個結論的理解要點(1)時間間隔、長度的變化，都是由于物質(zhì)的相對運動引起的一種觀測效應，它與所選取的_有關，物質(zhì)本身的結構并沒有變化(2)兩個事件的時間間隔和物體的長度，必須與所選取的_相聯(lián)系，如果在沒有選取參考系的情況下討論時間的長短及空間的尺寸，是沒有任何意義的【即時應用】1地面上A、B兩個事件同時發(fā)生如圖所示，對于坐在火箭中沿兩個事件發(fā)生地點A、B連線飛行的人來說，哪個事件先發(fā)生？【類型二】對相對論速度變換公式的理解以高速運動的火車為例，車對地的速度為v，車上的人以u的速度沿火車前進的方向相對火車運動，則人對地的速度.若人相對火車反方向運動，u取負值1公式中的v和u如果滿足：vc，uc，可忽略不計，這時相對論的速度合成公式可近似的變?yōu)閡uv，與經(jīng)典物理學的速度合成公式相同2根據(jù)此式若uc，則uc，那么c在慣性系中都是相同的3如果u與v的方向不在一條直線上，(相互垂直或成其他角度)時，情況比較復雜，上式不適用【即時應用】2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的速度是多少？(2)B上的乘客看到A的速度是多少？【類型三】相對論質(zhì)量和質(zhì)能方程1對質(zhì)速關系式的理解(1)式中m0是物體靜止時的質(zhì)量(也稱為靜質(zhì)量)，m是物體以速度v運動時的質(zhì)量這個關系式表明：物體的質(zhì)量會隨物體速度的增大而_(2)vc時，0，此時有mm0，也就是說：低速運動的物體，可認為其質(zhì)量與物體運動狀態(tài)_(3)微觀粒子的速度很高，因此粒子運動的質(zhì)量明顯_靜質(zhì)量例如：回旋加速器中被加速的粒子的質(zhì)量會隨粒子的加速明顯增加導致粒子圓周運動的周期變大它的運動與加在D形盒上的交變電壓不再同步回旋加速器加速粒子的最大能量因此受到了限制2對質(zhì)能方程的理解質(zhì)能方程表達了物體的質(zhì)量和它所具有的能量的關系：一定的質(zhì)量總是和一定的能量相_具體從以下幾個方面理解：(1)靜止物體的能量為E0m0c2，這種能量叫做物體的靜質(zhì)能每個有靜質(zhì)量的物體都具有_(2)對于一個以速率v運動的物體，其能量為：Emc2.(3)靜質(zhì)量為m0、速率為v的物體的動能為：EkEE0m0c2 1(4)由質(zhì)能關系式可知Emc2.【即時應用】3一觀察者測出電子質(zhì)量為2m0，求電子速率是多少？(m0為電子靜止時的質(zhì)量)【互動講練】【類型一】長度的相對性問題【例1】如圖所示，假設一根10 m長的梭鏢以光速穿過一根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哪項最好的描述了梭鏢穿過管子的情況()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【類型二】時間的相對性問題【例2】介子是一種不穩(wěn)定粒子，平均壽命是2.6108s(在以自己為參考系中測得)(1)如果此粒子相對于實驗室以0.8c的速度運動，那么在實驗室參考系中測量的介子壽命多長？(2)介子在衰變前運動了多長距離？【類型三】質(zhì)能方程的應用【例3】一個原來靜止的電子，經(jīng)過100 V電壓加速后它的動能是多少？質(zhì)量改變了百分之幾？速度是多少？此時能否使用公式Ekm0v2？(m09.11031 kg)【當堂檢測】1(2011年高考江蘇卷)如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當鐵塔B發(fā)出一個閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()A同時被照亮BA先被照亮CC先被照亮 D無法判斷2在地面上觀測一個物體，由于物體以一定速度運動，發(fā)現(xiàn)該物體質(zhì)量比靜止時的質(zhì)量增加了10 %，求在地面上觀測時，此物體相對于靜止時的尺度在運動方向上縮短了百分之幾？()A91% B10%C18% D9.1%3已知電子的靜止能量為0.511 MeV，若電子的動能為0.25 MeV，則它所增加的質(zhì)量m與靜止質(zhì)量m0的比值近似為()A0.1 B0.2C0.5 D0.94設有一飛行器以v0.8c的速度在地球上空飛行，如果這時從飛行器上沿其前進方向發(fā)射一物體，設該物體相對于飛行器的速度u0.9c，問從地面上觀察，該物體的速度多大？5某人測得一靜止棒長為l，質(zhì)量為m，于是求得此棒線密度為.(1)假定此棒以速度v在棒長方向上運動，此人再測棒的線密度應為多少？(2)若棒在垂直長度方向上以速度v運動，它的線密度又是多少？(線密度)6.3 時間、長度的相對性 6.4 相對論的速度變換公式 質(zhì)能關系導學案1解析：選C.因列車沿AC方向接近光速行駛，根據(jù)“同時”的相對性，即前邊的事件先發(fā)生，后邊的事件后發(fā)生可知C先被照亮，答案為C.2解析：選D.先根據(jù)質(zhì)速方程：m，由題意得：，再由動尺變短公式：ll0，則解得：9.1%.3解析：選C.由題意Em0c2即：m0c20.5111061.61019JEmc2即：mc20.251061.61019J由得0.5故只有C項正確4解析：設地面參考系為S系