6.3 時(shí)間、長(zhǎng)度的相對(duì)性 6.4 相對(duì)論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系.doc

6.3 時(shí)間、長(zhǎng)度的相對(duì)性 6.4 相對(duì)論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系導(dǎo)學(xué)案班級(jí)：_ 姓名：_ 組別編號(hào)：_【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1知道狹義相對(duì)論時(shí)間、長(zhǎng)度的相對(duì)性并會(huì)進(jìn)行適當(dāng)計(jì)算2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【重點(diǎn)難點(diǎn)】時(shí)間、長(zhǎng)度的相對(duì)性、速度變換公式、質(zhì)能方程【自主學(xué)習(xí)】一、時(shí)間、長(zhǎng)度的相對(duì)性1同時(shí)的相對(duì)性相對(duì)論的時(shí)空觀認(rèn)為，“同時(shí)”具有_性，即在同一個(gè)慣性系中不同地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中觀察不一定是同時(shí)的2運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的變慢在一個(gè)相對(duì)于我們做_的參考系中發(fā)生的物理過(guò)程，在我們看來(lái)，它所經(jīng)歷的時(shí)間比在這個(gè)慣性系中直接觀察到的時(shí)間_3長(zhǎng)度的相對(duì)性相對(duì)論的時(shí)空觀：“長(zhǎng)度”也具有_性，一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比_時(shí)的長(zhǎng)度小設(shè)相對(duì)于桿靜止的觀察者認(rèn)為桿的長(zhǎng)度為l0，與桿有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的人認(rèn)為桿的長(zhǎng)度為l，桿相對(duì)于觀察者的速度為u，則l、l0、u的關(guān)系是：l _.4相對(duì)論時(shí)空觀空間和時(shí)間與物質(zhì)的_有關(guān)二、相對(duì)論速度變換公式、質(zhì)能方程1相對(duì)論的速度變換設(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_2相對(duì)論的質(zhì)量和能量(1)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_，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.(2)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：E_.【合作探究】【類型一】對(duì)狹義相對(duì)論幾個(gè)主要結(jié)論的理解1幾個(gè)主要結(jié)論在相對(duì)事件發(fā)生地或物體靜止的參考系中觀察在相對(duì)事件發(fā)生地或物體運(yùn)動(dòng)的參考系中觀察同時(shí)的相對(duì)性事件_但_地點(diǎn)發(fā)生事件_發(fā)生時(shí)間間隔的相對(duì)性兩個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間間隔為兩事件發(fā)生的時(shí)間間隔變_.長(zhǎng)度的相對(duì)性桿的長(zhǎng)度為l0若參考系沿桿的方向運(yùn)動(dòng)，觀察到的桿的長(zhǎng)度_，l_l02幾個(gè)結(jié)論的理解要點(diǎn)(1)時(shí)間間隔、長(zhǎng)度的變化，都是由于物質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的一種觀測(cè)效應(yīng)，它與所選取的_有關(guān)，物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有變化(2)兩個(gè)事件的時(shí)間間隔和物體的長(zhǎng)度，必須與所選取的_相聯(lián)系，如果在沒(méi)有選取參考系的情況下討論時(shí)間的長(zhǎng)短及空間的尺寸，是沒(méi)有任何意義的【即時(shí)應(yīng)用】1地面上A、B兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生如圖所示，對(duì)于坐在火箭中沿兩個(gè)事件發(fā)生地點(diǎn)A、B連線飛行的人來(lái)說(shuō)，哪個(gè)事件先發(fā)生？【類型二】對(duì)相對(duì)論速度變換公式的理解以高速運(yùn)動(dòng)的火車為例，車對(duì)地的速度為v，車上的人以u(píng)的速度沿火車前進(jìn)的方向相對(duì)火車運(yùn)動(dòng)，則人對(duì)地的速度.若人相對(duì)火車反方向運(yùn)動(dòng)，u取負(fù)值1公式中的v和u如果滿足：vc，uc，可忽略不計(jì)，這時(shí)相對(duì)論的速度合成公式可近似的變?yōu)閡uv，與經(jīng)典物理學(xué)的速度合成公式相同2根據(jù)此式若uc，則uc，那么c在慣性系中都是相同的3如果u與v的方向不在一條直線上，(相互垂直或成其他角度)時(shí)，情況比較復(fù)雜，上式不適用【即時(shí)應(yīng)用】2地球上一觀察者，看見(jiàn)一飛船A以速度2.5108 m/s從他身邊飛過(guò)，另一飛船B以速度2.0108 m/s跟隨A飛行求：(1)A上的乘客看到B的速度是多少？(2)B上的乘客看到A的速度是多少？【類型三】相對(duì)論質(zhì)量和質(zhì)能方程1對(duì)質(zhì)速關(guān)系式的理解(1)式中m0是物體靜止時(shí)的質(zhì)量(也稱為靜質(zhì)量)，m是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量這個(gè)關(guān)系式表明：物體的質(zhì)量會(huì)隨物體速度的增大而_(2)vc時(shí)，0，此時(shí)有mm0，也就是說(shuō)：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)_(3)微觀粒子的速度很高，因此粒子運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量明顯_靜質(zhì)量例如：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2對(duì)質(zhì)能方程的理解質(zhì)能方程表達(dá)了物體的質(zhì)量和它所具有的能量的關(guān)系：一定的質(zhì)量總是和一定的能量相_具體從以下幾個(gè)方面理解：(1)靜止物體的能量為E0m0c2，這種能量叫做物體的靜質(zhì)能每個(gè)有靜質(zhì)量的物體都具有_(2)對(duì)于一個(gè)以速率v運(yùn)動(dòng)的物體，其能量為：Emc2.(3)靜質(zhì)量為m0、速率為v的物體的動(dòng)能為：EkEE0m0c2 1(4)由質(zhì)能關(guān)系式可知Emc2.【即時(shí)應(yīng)用】3一觀察者測(cè)出電子質(zhì)量為2m0，求電子速率是多少？(m0為電子靜止時(shí)的質(zhì)量)【互動(dòng)講練】【類型一】長(zhǎng)度的相對(duì)性問(wèn)題【例1】如圖所示，假設(shè)一根10 m長(zhǎng)的梭鏢以光速穿過(guò)一根10 m長(zhǎng)的管子，它們的長(zhǎng)度都是在靜止?fàn)顟B(tài)下測(cè)量的以下敘述中哪項(xiàng)最好的描述了梭鏢穿過(guò)管子的情況()A梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來(lái)C兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個(gè)位置，管子恰好遮住梭鏢D所有這些都與觀察者的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)【類型二】時(shí)間的相對(duì)性問(wèn)題【例2】介子是一種不穩(wěn)定粒子，平均壽命是2.6108s(在以自己為參考系中測(cè)得)(1)如果此粒子相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室以0.8c的速度運(yùn)動(dòng)，那么在實(shí)驗(yàn)室參考系中測(cè)量的介子壽命多長(zhǎng)？(2)介子在衰變前運(yùn)動(dòng)了多長(zhǎng)距離？【類型三】質(zhì)能方程的應(yīng)用【例3】一個(gè)原來(lái)靜止的電子，經(jīng)過(guò)100 V電壓加速后它的動(dòng)能是多少？質(zhì)量改變了百分之幾？速度是多少？此時(shí)能否使用公式Ekm0v2？(m09.11031 kg)【當(dāng)堂檢測(cè)】1(2011年高考江蘇卷)如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測(cè)者測(cè)得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()A同時(shí)被照亮BA先被照亮CC先被照亮 D無(wú)法判斷2在地面上觀測(cè)一個(gè)物體，由于物體以一定速度運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)該物體質(zhì)量比靜止時(shí)的質(zhì)量增加了10 %，求在地面上觀測(cè)時(shí)，此物體相對(duì)于靜止時(shí)的尺度在運(yùn)動(dòng)方向上縮短了百分之幾？()A91% B10%C18% D9.1%3已知電子的靜止能量為0.511 MeV，若電子的動(dòng)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()A0.1 B0.2C0.5 D0.94設(shè)有一飛行器以v0.8c的速度在地球上空飛行，如果這時(shí)從飛行器上沿其前進(jìn)方向發(fā)射一物體，設(shè)該物體相對(duì)于飛行器的速度u0.9c，問(wèn)從地面上觀察，該物體的速度多大？5某人測(cè)得一靜止棒長(zhǎng)為l，質(zhì)量為m，于是求得此棒線密度為.(1)假定此棒以速度v在棒長(zhǎng)方向上運(yùn)動(dòng)，此人再測(cè)棒的線密度應(yīng)為多少？(2)若棒在垂直長(zhǎng)度方向上以速度v運(yùn)動(dòng)，它的線密度又是多少？(線密度)6.3 時(shí)間、長(zhǎng)度的相對(duì)性 6.4 相對(duì)論的速度變換公式 質(zhì)能關(guān)系導(dǎo)學(xué)案1解析：選C.因列車沿AC方向接近光速行駛，根據(jù)“同時(shí)”的相對(duì)性，即前邊的事件先發(fā)生，后邊的事件后發(fā)生可知C先被照亮，答案為C.2解析：選D.先根據(jù)質(zhì)速方程：m，由題意得：，再由動(dòng)尺變短公式：ll0，則解得：9.1%.3解析：選C.由題意Em0c2即：m0c20.5111061.61019JEmc2即：mc20.251061.61019J由得0.5故只有C項(xiàng)正確4解析：設(shè)地面參考系為S系