【優(yōu)化方案】高中物理 第15章 第四節(jié) 廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介課件 新人教選修34

第三節(jié)狹義相對(duì)論的其他結(jié)論

第四節(jié)廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介課前自主學(xué)案核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課標(biāo)定位知能優(yōu)化訓(xùn)練

第四節(jié)廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道相對(duì)論速度變換公式，相對(duì)論質(zhì)量和質(zhì)能方程．2．了解廣義相對(duì)論的基本原理．3．初步了解廣義相對(duì)論的幾個(gè)主要觀點(diǎn)以及主要觀測(cè)證據(jù)．重點(diǎn)難點(diǎn)：狹義相對(duì)論的幾個(gè)其他結(jié)論和質(zhì)能關(guān)系．課前自主學(xué)案一、狹義相對(duì)論的其他結(jié)論1.相對(duì)論速度變換公式(1)速度變換公式:設(shè)在高速的火車上,火車對(duì)地面的速度為v,車上的人以速度u′沿火車前進(jìn)的方向相對(duì)火車運(yùn)動(dòng),那么他相對(duì)地面的速度u＝____________,如果車上人的運(yùn)動(dòng)與火車的運(yùn)動(dòng)方向相反，則他相對(duì)于地面的速度u＝___________.(2)結(jié)論:光速c是宇宙速度的_____,且相對(duì)任何參考系,光速都是______的.極限不變2．相對(duì)論質(zhì)量(1)經(jīng)典力學(xué):物體的質(zhì)量是______的,一定的力作用在物體上產(chǎn)生的加速度_____,足夠長(zhǎng)時(shí)間后物體可以達(dá)到______的速度.(2)相對(duì)論:物體的質(zhì)量隨物體速度增大而______.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＝__________,不變一定任意增大因?yàn)榭傆衯<c.可知運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量m總______它靜止時(shí)的質(zhì)量m0.3．質(zhì)能方程物體質(zhì)量m與其蘊(yùn)含的能量E之間的關(guān)系是:__________.大于E＝mc2二、廣義相對(duì)論簡(jiǎn)介1．廣義相對(duì)性原理在任何參考系中,物理規(guī)律都是_______的．2．等效原理一個(gè)______的引力場(chǎng)與一個(gè)______________的參考系等價(jià)．3．廣義相對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論(1)物質(zhì)的______使光線彎曲．(2)引力場(chǎng)的存在使空間不同位置的__________出現(xiàn)差別,引力場(chǎng)越強(qiáng),時(shí)間______.相同均勻做勻加速運(yùn)動(dòng)引力時(shí)間進(jìn)程越慢核心要點(diǎn)突破例如:回旋加速器中被加速的粒子的質(zhì)量會(huì)隨粒子的加速明顯增加.導(dǎo)致粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期變大.它的運(yùn)動(dòng)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.答案：大于二、對(duì)質(zhì)質(zhì)能方程程的理解解質(zhì)能方程程表達(dá)了了物體的的質(zhì)量和和它所具具有的能能量的關(guān)關(guān)系：一一定的質(zhì)質(zhì)量總是是和一定定的能量量相對(duì)應(yīng)應(yīng)．具體從以以下幾個(gè)個(gè)方面理理解：1.靜止物體體的能量量為E0＝m0c2,這種能量量叫做物物體的靜靜質(zhì)能.每個(gè)有靜靜質(zhì)量的的物體都都具有靜靜質(zhì)能.即時(shí)應(yīng)用用(即時(shí)突破破，小試試牛刀)2．1905年，愛(ài)因因斯坦創(chuàng)創(chuàng)立了“相對(duì)論”,提出了著著名的質(zhì)質(zhì)能方程程.下面涉及及對(duì)質(zhì)能能方程理理解的幾幾種說(shuō)法法中正確確的是()A．若物體體能量增增大,則它的質(zhì)質(zhì)量增大大B．若物體體能量增增大,則它的質(zhì)質(zhì)量減小小C．若核反反應(yīng)過(guò)程程質(zhì)量減減小,則需吸收能能量D．若核反應(yīng)應(yīng)過(guò)程質(zhì)量量增大,則會(huì)放出能能量解析：選A.由E＝mc2，若E增大，則m增大；若E減小，則m減小，故A正確、B錯(cuò)．若m減小，則E減小；若m增大，則E增大，故C、D錯(cuò)．三、廣義相相對(duì)論的幾幾個(gè)結(jié)論1.光線在引力力場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn):根據(jù)廣義相相對(duì)論,物質(zhì)的引力力會(huì)使光線線彎曲,引力場(chǎng)越強(qiáng)強(qiáng),彎曲越厲害害.通常物體的的引力場(chǎng)都都太弱,但太陽(yáng)引力力場(chǎng)卻能引引起光線比比較明顯的的彎曲.2.引力紅移:按照廣義相相對(duì)論,引力場(chǎng)的存存在使得空空間不同位位置的時(shí)間間進(jìn)程出現(xiàn)現(xiàn)差別.例如如,在強(qiáng)強(qiáng)引引力力的的星星球球附附近近,時(shí)間間進(jìn)進(jìn)程程會(huì)會(huì)變變慢慢,因此此光光振振動(dòng)動(dòng)會(huì)會(huì)變變慢慢,相應(yīng)應(yīng)的的光光的的波波長(zhǎng)長(zhǎng)變變長(zhǎng)長(zhǎng)、、頻頻率率變變小小,光譜譜線線會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生向向紅紅光光一一端端移移動(dòng)動(dòng)的的現(xiàn)現(xiàn)象象.光譜譜線線的的這這種種移移動(dòng)動(dòng)是是在在引引力力作作用用下下發(fā)發(fā)生生的的,所以以叫叫“引力力紅紅移移”.3.水星星近近日日點(diǎn)點(diǎn)的的進(jìn)進(jìn)動(dòng)動(dòng):天文文觀觀測(cè)測(cè)顯顯示示,行星星的的軌軌道道并并不不是是嚴(yán)嚴(yán)格格閉閉合合的的,它們們的的近近日廣義相對(duì)論所作出的以上預(yù)言全部被實(shí)驗(yàn)觀測(cè)所證實(shí).還有其他一些事實(shí)也支持廣義相對(duì)論.目前,廣義相對(duì)論已經(jīng)在宇宙結(jié)構(gòu)、宇宙演化等方面發(fā)揮主要作用.課堂互動(dòng)講練類型一質(zhì)速關(guān)系的應(yīng)用例1【答案】見(jiàn)精講精析變式訓(xùn)練1一觀察者測(cè)出出電子質(zhì)量為為2m0,求電子速率是是多少？(m0為電子靜止時(shí)時(shí)的質(zhì)量)答案：0.866c類型二質(zhì)能方程的應(yīng)用電子靜止時(shí)質(zhì)質(zhì)量為9.1×10－31kg,被加速器加速速后,其能量為1.28×109eV,問(wèn)加速后電子子的質(zhì)量是多多少?是靜止質(zhì)量的的多少倍?【思路點(diǎn)撥】電子被加速后后的能量是電電子的總能量量,而不只是電子子具有動(dòng)能,滿足公式E＝mc2.例2【答案】2.28×10－27kg2505倍【方法總結(jié)】明確物體質(zhì)能能表達(dá)式E＝mc2的含義是解題題的關(guān)鍵.如果物體靜止止,則E0＝m0c2,如果此此時(shí)物物體還還具有有動(dòng)能能Ek,則此時(shí)時(shí)物體體的能能量為為E＝E0＋Ek＝mc2,其中m為物體體運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)的的質(zhì)量量.變式訓(xùn)訓(xùn)練2已知電電子的的靜止止能量量為0.511MeV,若電子子的動(dòng)動(dòng)能為為0.25MeV,則它所所增加加的質(zhì)質(zhì)量Δm與靜止止質(zhì)量量m0的比值值近似似為()A．0.1B．0.2C．0.5D．0.9在適當(dāng)當(dāng)?shù)臅r(shí)時(shí)候,通過(guò)儀儀器可可以觀觀察到到太陽(yáng)陽(yáng)后面面的恒恒星,這說(shuō)明明星體體發(fā)出出的光光()A．經(jīng)太太陽(yáng)時(shí)時(shí)發(fā)生生了衍衍射B．可以以穿透透太陽(yáng)陽(yáng)及其其他障障礙物物C．在太太陽(yáng)引引力場(chǎng)場(chǎng)作用用下發(fā)發(fā)生了了彎曲曲D．經(jīng)過(guò)過(guò)太陽(yáng)陽(yáng)外的的大氣氣層時(shí)時(shí)發(fā)生生了折折射類型三對(duì)廣義相對(duì)論結(jié)論的理解例3【思路點(diǎn)點(diǎn)撥】依據(jù)廣廣義相相對(duì)論論中的的引力力場(chǎng)中中的光光線彎彎曲考考慮．．【精講精精析】根據(jù)愛(ài)愛(ài)因斯斯坦的的廣義義相對(duì)對(duì)論可可知,光線在在太陽(yáng)陽(yáng)引力力場(chǎng)作作用下下發(fā)生生了彎彎曲,所以可可以在在適當(dāng)當(dāng)?shù)臅r(shí)時(shí)候(如日全全食時(shí)時(shí))通過(guò)儀儀器觀觀察到到太陽(yáng)陽(yáng)后面面的恒恒星,故C正確,A、B、D均錯(cuò)．．【答案】C變式訓(xùn)訓(xùn)練3以下說(shuō)說(shuō)法中中，錯(cuò)錯(cuò)誤的的是()A．矮星星表面面的引引