人教版選修34狹義相對論的其他結(jié)論 第1課時 學(xué)案.docx

15.3 狹義相對論的其他結(jié)論 學(xué)習(xí)目標：1知道相對論的速度變換公式。2知道相對論質(zhì)量。3知道愛因斯坦質(zhì)能方程。學(xué)習(xí)重點三個結(jié)論的理解應(yīng)用。學(xué)習(xí)難點能辨清在哪些情況下要考慮相對論效應(yīng)，哪些情況下不必考慮。預(yù)習(xí)新課：知識梳理1.動尺變短 一條沿自身方向運動的桿，其長度比桿靜止的長度??；動鐘變慢 2.相對論速度變換公式3.相對論質(zhì)量4.質(zhì)能方程：e = mc2 課堂練習(xí)：1.按照相對論和基本力學(xué)規(guī)律可以推導(dǎo)出物體質(zhì)量與能量之間的關(guān)系為_，這就是著名的_。該式表示，隨著一個物體質(zhì)量的減小(也叫_)，會_一定的能量，與此同時，另一個物體吸收了能量，質(zhì)量會_。答案：emc2質(zhì)能方程質(zhì)量虧損釋放增加2已知太陽內(nèi)部進行著激烈的熱核反應(yīng)，每秒鐘輻射的能量為41026 j，則太陽的質(zhì)量每秒鐘減少約為_t。解析：由質(zhì)能方程emc2得：m kg4.4109 kg4.4106 t答案：4.41063星際火箭以0.8c的速率飛行，其靜止質(zhì)量為運動質(zhì)量的_倍。解析：設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0，運動質(zhì)量為m，則0.6倍。答案：0.64.經(jīng)過證明,物體運動的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0(選填“相同”或“不相同”),兩個質(zhì)量滿足的關(guān)系為。從上式可以看出,當(dāng)物體的速度很大(接近光速)時,物體的質(zhì)量明顯靜止時的質(zhì)量。答案：不相同m=m01-vc2大于5設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍。則粒子運動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的_倍，粒子運動速度是光速的_倍。解析：依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程emc2，宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍，則其質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍；再由相對論質(zhì)量公式m得答案：k6.設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止時能量的k倍，則粒子運動時的質(zhì)量等于其靜止時質(zhì)量的_倍，粒子運動速度是光速的_倍。答案：k7.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(guān)系為_。答案：m8已知太陽內(nèi)部進行著激烈的熱核反應(yīng)，每秒鐘輻射的能量為41026j，則可算出太陽的質(zhì)量每秒減小約為_t.【解析】由質(zhì)能方程emc2，得：m kg4.4109 kg4.4106 t.【答案】4.41069回旋加速器給帶電粒子加速時，不能把粒子的速度無限制地增大，其原因是速度增大使粒子質(zhì)量_，粒子運動的周期與交變電壓不再_，無法再加速【解析】回旋加速器中帶電粒子運動的周期為t，當(dāng)粒子速度比較小時，可以認為其質(zhì)量是不變的，那么其周期也不變但當(dāng)粒子的速度很大，接近光速時，其質(zhì)量明顯增大，周期也發(fā)生了明顯變化，粒子運行的周期與交變電壓不再同步，無法再加速【答案】增大同步10.下列問題需要用相對論來進行解釋的是()a“嫦娥”一號的運行軌跡的計算b噴氣式飛機的空中運行c人造太陽的反應(yīng)過程d紅矮星的演變過程答案：cd點撥：c選項中的過程屬于微觀的情況，d選項中的過程屬于高速的情況。作業(yè)：11905年，愛因斯坦建立了“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若物體能量增加，則它的質(zhì)量增大b若物體能量增加，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)量增大，則會放出能量答案：a由emc2可知，若e增加，則m增大；若e減少，則m減小。a項正確，b項錯誤。若m減小，則e減少，若m增大，則e增加。c、d項均錯誤。2關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法中正確的是()。a質(zhì)量減小，能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量b物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值c物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系d某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的答案：bd質(zhì)能方程emc2表明某一定的質(zhì)量與一定量的能量是相聯(lián)系的，當(dāng)物體獲得一定的能量，即能量增加某一定值時，它的質(zhì)量也相應(yīng)增加一定的值，并可根據(jù)emc2計算出來。3以下說法中正確的是()。a簡諧運動過程中質(zhì)點速度變化周期和動能變化周期是相同的b由愛因斯坦質(zhì)能方程可知物體運動時質(zhì)量小于靜止時的質(zhì)量c聲波、電磁波等一切波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象d激光能像無線電波那樣被調(diào)制用來傳遞信息答案：cd4.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%解析：先根據(jù)質(zhì)量方程：m，由題意得：，再由動尺變短公式：ll0，則解得：9.1%。答案：d5.在地面附近有一高速飛過的火箭，關(guān)于地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象，以下說法正確的是 ( ) a.地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變快了 b.地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變慢了 c.火箭上的人觀察到火箭的長度和時間進程均無變化 d.火箭上的人看到地面上的物體長度變小，時間進程變慢了答案：bcd6.如圖甲所示，強強乘電梯速度為0.9（為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5，強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為 。（填寫選項前的字母）（a）0.4c （b）0.5c （c）0.9c （d）1.0c答案d7.下列說法正確的是 （ ）a.考慮相對論效應(yīng)，長度、時間的測量結(jié)果都隨物體與觀察者相對運動狀態(tài)而改變b.一切物理規(guī)律在不同的慣性系中是平權(quán)的.1905年愛因斯坦提出的狹義相對論是以相對性原理和光速不變原理這兩條基本假設(shè)為前提的d.地面上靜止的人觀察一條沿自身長度方向高速運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度小答案：abcd 8慣性系s中有一邊長為l的正方形（如圖a所示），從相對s系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象是 xyollaxyollbxyollcxyolld 答案：c 9設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍則粒子運動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的 倍，粒子運動速度是光速的 倍。答：k； 10.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()a.0.1 b.0.2c.0.5d.0.9解析:由題意知e0=0.511 mev,ek=0.25 mev,由e0=m0c2,ek=mc2可得出eke0=mm0,代入數(shù)據(jù)得mm00.5。答案:c11.把一個靜止質(zhì)量為m0的粒子,由靜止加速到0.6c(c為真空中的光速),需做的功為()a.0.18m0c2 b.0.25m0c2c.0.35m0c2 d.1.25m0c2解析:加速到0.6c時,m=m01-vc2=1.25m0。粒子的動能為ek=(m-m0)c2=0.25m0c2,由動能定理可得選項b正確。答案:b12.一輛由超強電池供電的電動車和一輛普通有軌電車,都被加速到接近光速。