人教版選修34狹義相對(duì)論的其他結(jié)論 第1課時(shí) 學(xué)案.docx

15.3 狹義相對(duì)論的其他結(jié)論 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1知道相對(duì)論的速度變換公式。2知道相對(duì)論質(zhì)量。3知道愛因斯坦質(zhì)能方程。學(xué)習(xí)重點(diǎn)三個(gè)結(jié)論的理解應(yīng)用。學(xué)習(xí)難點(diǎn)能辨清在哪些情況下要考慮相對(duì)論效應(yīng)，哪些情況下不必考慮。預(yù)習(xí)新課：知識(shí)梳理1.動(dòng)尺變短 一條沿自身方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度比桿靜止的長(zhǎng)度小；動(dòng)鐘變慢 2.相對(duì)論速度變換公式3.相對(duì)論質(zhì)量4.質(zhì)能方程：e = mc2 課堂練習(xí)：1.按照相對(duì)論和基本力學(xué)規(guī)律可以推導(dǎo)出物體質(zhì)量與能量之間的關(guān)系為_，這就是著名的_。該式表示，隨著一個(gè)物體質(zhì)量的減小(也叫_)，會(huì)_一定的能量，與此同時(shí)，另一個(gè)物體吸收了能量，質(zhì)量會(huì)_。答案：emc2質(zhì)能方程質(zhì)量虧損釋放增加2已知太陽(yáng)內(nèi)部進(jìn)行著激烈的熱核反應(yīng)，每秒鐘輻射的能量為41026 j，則太陽(yáng)的質(zhì)量每秒鐘減少約為_t。解析：由質(zhì)能方程emc2得：m kg4.4109 kg4.4106 t答案：4.41063星際火箭以0.8c的速率飛行，其靜止質(zhì)量為運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的_倍。解析：設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為m，則0.6倍。答案：0.64.經(jīng)過證明,物體運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0(選填“相同”或“不相同”),兩個(gè)質(zhì)量滿足的關(guān)系為。從上式可以看出,當(dāng)物體的速度很大(接近光速)時(shí),物體的質(zhì)量明顯靜止時(shí)的質(zhì)量。答案：不相同m=m01-vc2大于5設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍。則粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的_倍，粒子運(yùn)動(dòng)速度是光速的_倍。解析：依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程emc2，宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍，則其質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍；再由相對(duì)論質(zhì)量公式m得答案：k6.設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止時(shí)能量的k倍，則粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量等于其靜止時(shí)質(zhì)量的_倍，粒子運(yùn)動(dòng)速度是光速的_倍。答案：k7.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)系為_。答案：m8已知太陽(yáng)內(nèi)部進(jìn)行著激烈的熱核反應(yīng)，每秒鐘輻射的能量為41026j，則可算出太陽(yáng)的質(zhì)量每秒減小約為_t.【解析】由質(zhì)能方程emc2，得：m kg4.4109 kg4.4106 t.【答案】4.41069回旋加速器給帶電粒子加速時(shí)，不能把粒子的速度無(wú)限制地增大，其原因是速度增大使粒子質(zhì)量_，粒子運(yùn)動(dòng)的周期與交變電壓不再_，無(wú)法再加速【解析】回旋加速器中帶電粒子運(yùn)動(dòng)的周期為t，當(dāng)粒子速度比較小時(shí)，可以認(rèn)為其質(zhì)量是不變的，那么其周期也不變但當(dāng)粒子的速度很大，接近光速時(shí)，其質(zhì)量明顯增大，周期也發(fā)生了明顯變化，粒子運(yùn)行的周期與交變電壓不再同步，無(wú)法再加速【答案】增大同步10.下列問題需要用相對(duì)論來(lái)進(jìn)行解釋的是()a“嫦娥”一號(hào)的運(yùn)行軌跡的計(jì)算b噴氣式飛機(jī)的空中運(yùn)行c人造太陽(yáng)的反應(yīng)過程d紅矮星的演變過程答案：cd點(diǎn)撥：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。作業(yè)：11905年，愛因斯坦建立了“相對(duì)論”，提出了著名的質(zhì)能方程，下面涉及對(duì)質(zhì)能方程理解的幾種說法中正確的是()。a若物體能量增加，則它的質(zhì)量增大b若物體能量增加，則它的質(zhì)量減小c若核反應(yīng)過程質(zhì)量減小，則需吸收能量d若核反應(yīng)過程質(zhì)量增大，則會(huì)放出能量答案：a由emc2可知，若e增加，則m增大；若e減少，則m減小。a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)誤。若m減小，則e減少，若m增大，則e增加。c、d項(xiàng)均錯(cuò)誤。2關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法中正確的是()。a質(zhì)量減小，能量就會(huì)增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量b物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值c物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系d某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的答案：bd質(zhì)能方程emc2表明某一定的質(zhì)量與一定量的能量是相聯(lián)系的，當(dāng)物體獲得一定的能量，即能量增加某一定值時(shí)，它的質(zhì)量也相應(yīng)增加一定的值，并可根據(jù)emc2計(jì)算出來(lái)。3以下說法中正確的是()。a簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)速度變化周期和動(dòng)能變化周期是相同的b由愛因斯坦質(zhì)能方程可知物體運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)量小于靜止時(shí)的質(zhì)量c聲波、電磁波等一切波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象d激光能像無(wú)線電波那樣被調(diào)制用來(lái)傳遞信息答案：cd4.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%解析：先根據(jù)質(zhì)量方程：m，由題意得：，再由動(dòng)尺變短公式：ll0，則解得：9.1%。答案：d5.在地面附近有一高速飛過的火箭，關(guān)于地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象，以下說法正確的是 ( ) a.地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變快了 b.地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變慢了 c.火箭上的人觀察到火箭的長(zhǎng)度和時(shí)間進(jìn)程均無(wú)變化 d.火箭上的人看到地面上的物體長(zhǎng)度變小，時(shí)間進(jìn)程變慢了答案：bcd6.如圖甲所示，強(qiáng)強(qiáng)乘電梯速度為0.9（為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5，強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測(cè)到該光束的傳播速度為 。（填寫選項(xiàng)前的字母）（a）0.4c （b）0.5c （c）0.9c （d）1.0c答案d7.下列說法正確的是 （ ）a.考慮相對(duì)論效應(yīng)，長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都隨物體與觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變b.一切物理規(guī)律在不同的慣性系中是平權(quán)的.1905年愛因斯坦提出的狹義相對(duì)論是以相對(duì)性原理和光速不變?cè)磉@兩條基本假設(shè)為前提的d.地面上靜止的人觀察一條沿自身長(zhǎng)度方向高速運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小答案：abcd 8慣性系s中有一邊長(zhǎng)為l的正方形（如圖a所示），從相對(duì)s系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測(cè)得該正方形的圖象是 xyollaxyollbxyollcxyolld 答案：c 9設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍則粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的 倍，粒子運(yùn)動(dòng)速度是光速的 倍。答：k； 10.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()a.0.1 b.0.2c.0.5d.0.9解析:由題意知e0=0.511 mev,ek=0.25 mev,由e0=m0c2,ek=mc2可得出eke0=mm0,代入數(shù)據(jù)得mm00.5。答案:c11.把一個(gè)靜止質(zhì)量為m0的粒子,由靜止加速到0.6c(c為真空中的光速),需做的功為()a.0.18m0c2 b.0.25m0c2c.0.35m0c2 d.1.25m0c2解析:加速到0.6c時(shí),m=m01-vc2=1.25m0。粒子的動(dòng)能為ek=(m-m0)c2=0.25m0c2,由動(dòng)能定理可得選項(xiàng)b正確。答案:b12.一輛由超強(qiáng)電池供電的電動(dòng)車和一輛普通有軌電車,都被加速到接近光速。