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课件网) 2．相对论时空观简介 3．宇宙的起源和演化 课 标 要 求 1.知道狭义相对论中运动长度l和运动时钟及质量随运动速度的变化规律． 2．知道爱因斯坦质能关系，知道经典力学是相对论力学在低速情况下的近似． 3．了解宇宙的起源与演化． 思 维 导 图 收缩 变慢 变大 mc2 光速 光速c 二、广义相对论点滴 (1)当光线通过强引力场时，光线在引力场中会发生_____． (2)广义相对论是_____与_____相结合的典范．在广义相对论中，时间、_____、_____与_____是紧密地联系在一起的． 三、宇宙起源和演化 1．宇宙的起源：20世纪40年代末，物理学家伽莫夫把_____与_____理论结合起来，提出_____假说． 2．宇宙的未来：宇宙会永远膨胀下去吗？这个问题现在还没有一个肯定的答案． 偏折 数学 物理学 空间 物质 运动 宇宙膨胀 粒子反应 宇宙大爆炸 (4)质能方程：一定的质量和一定的能量对应． 公式：E＝mc2，式中m是物体的质量，E是物体具有的能量． 意义： ①质量为m的物体，对应(不能说“具有”)的能量为mc2. ②当质量减少(增加)Δm时，就要释放出(吸收)ΔE＝Δm·c2的能量． 爱因斯坦质能方程从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性． (5)任何物体的速度不能超过光速c.超过光速将导致物体的质量为虚数，这是不可能的，因此光速c是一切速度的极限． 在一般情况下，相对论效应极其微小，当物体运动速度远小于光速时，相对论效应消失，其结果还原为经典力学，因此经典力学可以认为是相对论力学在低速情况下的近似． 2．广义相对论点滴 (1)在狭义相对论的基础上，1916年爱因斯坦创立了广义相对论，得出了广义相对论的几个结论： ①光线弯曲：物质的引力使光线弯曲(或称：光线通过强引力场时会发生弯曲)． ②时空弯曲：在引力场中时空会发生弯曲． ③引力波：像电磁场存在着电磁波一样，引力场也存在着引力波． (2)广义相对论是数学与物理学相结合的典范．在广义相对论中，时间、空间、物质与运动是紧密地联系在一起的．相对论这一深刻的科学观念，对20世纪以来自然科学的思维方式产生了极为深刻的影响． 典例示范 例 在一飞船上测得飞船的长度为100 m，高度为10 m，当飞船以0.60c的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船有多高、多长？ 答案：10 m 80 m 素养训练1 (1)冥王星绕太阳公转的线速度为4.83×103 m/s，其静止质量为运动质量的百分之几？ (2)星际火箭以0.8c的速率飞行，其静止质量为运动质量的多少倍？ 答案：99.9% 答案：0.6 素养训练2 人马星座α星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.3×1016 m，设有一宇宙飞船自地球往返于人马星座α星之间，设宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算，往返一次需多长时间？若以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？(取三位有效数字)． 答案：2.87×108 s 1.28×107 s 1．与相对论有关的问题，下列说法正确的是( ) A．火箭内有一时钟，当火箭高速运动后，此火箭内观察者发现时钟变慢了 B．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的 C．一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度要长些 D．高速运动物体的质量会变小 答案：B 解析：当火箭高速运动后，火箭内观察者相对于时钟的速度仍然是0，所以发现时钟的快慢不变，A错误；力学规律在任何惯性参考系中都是相同的，B正确；根据尺缩效应，沿尺子长度方向运动的尺子长度比静止的尺子长度短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点，C错误；高速运动物体的质量是会变大的，所以牛顿运动定律不适合高速运动的物体，D错误． 2．下列说法中正确的是( ) A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变 ... ...
