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课件网) 人教版选修3-4课件：第15章 本章整合 本章知识可分为两部分,第一是狭义相对论的知识,主要是两个基本假设和几个重要结论;第二是广义相对论,介绍了两个基本原理及几个结论。 思考并回答下列问题 1.思考关于狭义相对论的内容,填写下图。 答案:①在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的 ②真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 ③相对的 2.思考广义相对论的相关内容,填写下图。 答案:①在任何参考系中,物理规律都是相同的 ②一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价 ③弯曲 ④时间进程出现差别(引力红移) 专题一 时间和空间的相对性 例题1在实验室中测得以速度0.8c运动的π介子的平均寿命为4×10-8 s,与π介子一起运动的观察者认为π介子的平均寿命是多少? 解析:在相对于π介子运动的实验室中测得π介子的平均寿命为Δt,则相对于π介子静止的观察者测得π介子的平均寿命为 答案:2.4×10-8 s 变式训练1某列长为100 m的火车若分别以v1=30 m/s和v2=2.7×108 m/s的速度做匀速直线运动,则对地面的观察者来说其长度分别缩短了多少? 解析:l0=100 m 当火车以v1=30 m/s的速度运动时, 其长度缩短了Δl1=l0-l1=0 当火车以v2=2.7×108 m/s的速度运动时, 其长度缩短了Δl2=l0-l2=56.4 m。 答案:0 56.4 m 专题二 质速关系和质能关系 例题2一电子以0.99c的速率运动。问:(电子静止质量m0=9.1×10-31 kg) (1)电子的总能量是多少? (2)电子经典力学的动能与相对论动能之比是多少? 答案:(1)5.81×10-13 J (2)8.05×10-2 变式训练2电子的静止质量m0=9.11×10-31 kg。 (1)试分别用焦耳和电子伏为单位来表示电子的静质能; (2)静止电子经过106 V电压加速后,其质量和速率各是多少? 解析:(1)由质能方程得 E0=m0c2=9.11×10-31×(3×108)2 J 答案:(1)8.2×10-14 J 0.51 MeV (2)2.69×10-30 kg 2.82×108 m/s 专题三 相对论速度变换公式 例题3地球上一观察者,看见一飞船A以速度2.5×108 m/s从他身边飞过,另一飞船B以速度2.0×108 m/s跟随A飞行。求: (1)A上的乘客看到B的相对速度; (2)B上的乘客看到A的相对速度。 解析:(1)A上的乘客看地面上的人以速度-2.5×108 m/s向后运动,地面上的人看B以速度2.0×108 m/s向前运动,则A上的乘客看 (2)B上的乘客看到A的相对速度为1.125×108 m/s。 答案:(1)-1.125×108 m/s (2)1.125×108 m/s 变式训练3若一宇宙飞船对地以速度v运动,宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c,那么在地面上的观察者看来,光速是v+c吗? 答案:不是。在地面上的观察者看来,光速是c。
