高中物理 第十五章 相對(duì)論簡介 3 狹義相對(duì)論的其他結(jié)論 4 廣義相對(duì)論簡介課堂合作探究學(xué)案 新人教版選修3-4

《高中物理 第十五章 相對(duì)論簡介 3 狹義相對(duì)論的其他結(jié)論 4 廣義相對(duì)論簡介課堂合作探究學(xué)案 新人教版選修3-4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第十五章 相對(duì)論簡介 3 狹義相對(duì)論的其他結(jié)論 4 廣義相對(duì)論簡介課堂合作探究學(xué)案 新人教版選修3-4（3頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 3　狹義相對(duì)論的其他結(jié)論 4　廣義相對(duì)論簡介 課堂合作探究 問題導(dǎo)學(xué) 一、狹義相對(duì)論的其他結(jié)論 活動(dòng)與探究1 1．根據(jù)相對(duì)論速度公式，如果u′和v都很大，例如u′＝0.6c，v＝0.6c，它們的合速度會(huì)不會(huì)超過光速？如果u′和v更大些呢？ 2．若u′＝c，求證：u＝c，即在另一個(gè)參考系中光的速度也是c，而與v大小無關(guān)。 3．通過上面兩個(gè)問題討論得到什么結(jié)論？ 遷移與應(yīng)用1 一觀察者測(cè)出電子質(zhì)量為2m0，其中m0為電子的靜止質(zhì)量，求電子速度為多少？ 1．由相對(duì)論速度變換公式u＝知，如果u?c，u′?c，這時(shí)可忽略不計(jì)，相對(duì)論的速度合成公式可近似變?yōu)閡＝u′＋v，這和

2、我們?cè)诮?jīng)典力學(xué)中的相對(duì)速度變換是一樣的。 2．由公式可知光速是物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的極限，只能無限趨近，永遠(yuǎn)不能達(dá)到和超過。 3．對(duì)于質(zhì)速關(guān)系 m＝ （1）這個(gè)關(guān)系式表明：物體的質(zhì)量會(huì)隨物體速度的增大而增大。 （2）u?c時(shí)，（）2＝0，此時(shí)有m＝m0，也就是說：低速運(yùn)動(dòng)的物體，可認(rèn)為其質(zhì)量與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。 （3）微觀粒子的速度很高，因此粒子運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量明顯大于靜質(zhì)量。 二、廣義相對(duì)論簡介 活動(dòng)與探究2 1．狹義相對(duì)論無法解決哪兩個(gè)問題？ 2．怎樣理解廣義相對(duì)性原理？ 3．怎樣理解等效原理？ 4．廣義相對(duì)論的結(jié)論是如何驗(yàn)證的？ 遷移與應(yīng)用2 下列說法中正確的是（　　）

3、 A．物質(zhì)的引力使光線彎曲 B．光線彎曲的原因是介質(zhì)不均勻而非引力作用 C．在強(qiáng)引力的星球附近，時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢 D．廣義相對(duì)論可以解釋引力紅移現(xiàn)象 1．在任何參考系中的物理規(guī)律都是相同的。這意味著慣性系中的運(yùn)動(dòng)定律，在非慣性系中都是相同的，但要滿足相對(duì)性原理。 2．一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)。這意味著，一個(gè)非慣性系可以看成一個(gè)慣性系，只不過它的后面有一個(gè)均勻的引力場(chǎng)。因?yàn)閼T性和引力在非慣性系中是分不清的。這是相對(duì)論的等效原理。 當(dāng)堂檢測(cè) 1．下列問題需要用相對(duì)論來進(jìn)行解釋的是（　　） A．“嫦娥”一號(hào)的運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算 B．噴氣式飛機(jī)的空中運(yùn)行 C．

4、人造太陽的反應(yīng)過程 D．紅矮星的演變過程 2．若一宇宙飛船對(duì)地以速度v運(yùn)動(dòng)，宇航員在飛船內(nèi)沿同方向測(cè)得光速為c，問在地上觀察者看來，光速應(yīng)為v＋c嗎？ 3．一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的總能量為E，E中是否考慮了物體的動(dòng)能？ 4．人造衛(wèi)星以第一宇宙速度（約8 km/s）運(yùn)動(dòng)，問它的質(zhì)量和靜質(zhì)量的比是多少？ 答案： 課堂·合作探究 【問題導(dǎo)學(xué)】 活動(dòng)與探究1： 1．答案：u＝＝0.88c，u′和v更大些，只要u′和v不超過光速，可以證明u會(huì)更大一些，但不會(huì)超過光速。 2．答案：通過相對(duì)論速度公式u＝知，當(dāng)u′＝c時(shí)，u＝＝c，與v大小無關(guān)。 3．答案：相對(duì)論速度表達(dá)式與狹義相對(duì)論基本假設(shè)之

5、一：光對(duì)任何參考系速度都是一樣的。 遷移與應(yīng)用1：答案：0.866c 解析：將m＝2m0代入質(zhì)量公式m＝得， 2m0＝，v＝c＝0.866c。 活動(dòng)與探究2： 1．答案：萬有引力理論無法納入狹義相對(duì)論的框架和狹義相對(duì)論是慣性參考系之間的理論。 2．答案：廣義相對(duì)性原理關(guān)鍵一點(diǎn)是適用于任何參考系。 3．答案：我們可以從引力場(chǎng)和勻加速參考系產(chǎn)生的效果上來考慮等效原理，引力場(chǎng)的作用是使物體加速向下運(yùn)動(dòng)，如果參考系是加速向上運(yùn)動(dòng)的，我們將會(huì)觀察到靜止的物體也“向下”運(yùn)動(dòng)，它們兩者產(chǎn)生的效果是一樣的，所以稱為等效原理。 4．答案：物質(zhì)的引力使光線彎曲：1915年5月29日的一次日全食，兩

6、支英國考察隊(duì)分別赴幾內(nèi)亞灣和巴西觀測(cè)，其結(jié)果證實(shí)了引力使光線彎曲的結(jié)論。這是廣義相對(duì)論最早的證實(shí)。 強(qiáng)引力場(chǎng)附近的時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢：引力紅移現(xiàn)象已經(jīng)證明了此結(jié)論。引力紅移已經(jīng)在天文觀察中得到證實(shí)，宇宙中有一類恒星，體積小、密度大，叫做矮星，它們形成的引力場(chǎng)特別強(qiáng)，經(jīng)觀測(cè)，那里的原子發(fā)光的頻率比同種原子在地球上發(fā)光的頻率低，看起來偏紅。這就證明引力紅移的存在，也證明了強(qiáng)引力場(chǎng)附近的時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢。 遷移與應(yīng)用2：ACD　解析：從廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)可以得出：物質(zhì)的引力使光線彎曲；引力場(chǎng)的存在使得空間不同位置的時(shí)間進(jìn)程出現(xiàn)差別，如在矮星表面的引力很強(qiáng)，那里的時(shí)間進(jìn)程變慢，從而導(dǎo)致引力紅移，所

7、以正確的選項(xiàng)為A、C、D。 【當(dāng)堂檢測(cè)】 1．CD　解析：C選項(xiàng)中的過程屬于微觀的情況，D選項(xiàng)中的過程屬于高速的情況。 2．答案：地面的觀察者看來，光速是c不是v＋c。 解析：由相對(duì)論速度變換公式u＝，式中u′、v分別為v和c。代入公式求得光對(duì)地速度u＝＝c＝c。 3．答案：總能量E中已經(jīng)計(jì)入了物體的動(dòng)能。 解析：總能量E＝E0＋Ek，E0為靜質(zhì)能，實(shí)際上包括分子的動(dòng)能和勢(shì)能、化學(xué)能、電磁能、結(jié)合能。E0＝m0c2。 Ek為動(dòng)能，Ek＝m0c2（－1），E＝E0＋Ek＝mc2。 4．答案：1.000 000 000 35 解析：＝?。?.1×10－10 由m＝m0/， 得＝1.000 000 000 35。 3