人教版物理選修3-4學(xué)案:15、3 狹義相對論的其他結(jié)論
編寫人: 審核:高二物理組
寄語:夢想決定現(xiàn)實。但,當(dāng)夢想只是夢想,現(xiàn)實就是另一種現(xiàn)實!
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.運動速度的相對論變換
2.相對論質(zhì)量
3.質(zhì)能方程
學(xué)習(xí)重點:三個公式
學(xué)習(xí)難點:三個公式
課前預(yù)習(xí)
課前預(yù)習(xí)本節(jié)教材
學(xué)習(xí)過程
A一、相對論的速度變換公式
通過狹義相對論兩個原理的學(xué)習(xí),知道光對任何物體的運動速度都一樣,物體運動的極限速度都不可能越過真空中的光速。在宏觀低速運動條件下,伽利略的速度疊加原理簡單有效。但對高速運動的物體及微觀高速粒子,速度的疊加原理與傳統(tǒng)經(jīng)典觀念矛盾,必須要考慮相對論效應(yīng)。
設(shè)車對地的速度為v,人對車的速度為u/ 地面上的人看到車上人相對地面的速度為u
該式即為一維情況下,狹義相對論的速度疊加公式。
注意:
(1)如果車上人運動方向與火車運動方向相同,u’取______
(2)如果車上人運動方向與火車運動方向相反,u’取______
(3)如果v<
B例1、一粒子以0.05c的速率相對實驗室參考系運動。此粒子衰變時發(fā)射一個電子,電子相對于粒子的速度為0.8c,電子的衰變方向與粒子運動方向相同。求電子相對于實驗室參考系的速度?
解:已知v=0.05c, =0.8c由相對論速度疊加公式得
思路點撥:理解題目中各速度的參考系是用速度變換公式求解速度的關(guān)鍵。
A二、相對論質(zhì)量。
物體的運動速度不能無限增加,那么物體的質(zhì)量是否隨著速度而變化?
嚴(yán)格的論證表明,物體高速(與光速相比)運動時的質(zhì)量與它靜止時的質(zhì)量之間有下面的關(guān)系:
m =
說明:
(1)式中m運動質(zhì)量 ,m0靜止質(zhì)量,這個關(guān)系式表明物體的質(zhì)量會隨物體的速度的增大而_________
(2)v<
B練習(xí)2 如一觀察者測出電子質(zhì)量為2m。,問電子速度為多少?(m。為電子的靜止質(zhì)量)
A三、質(zhì)能方程
相對論另一個重要結(jié)論就是大家都很熟悉的愛因斯但質(zhì)能方程:
E =_________
式中m使物體的質(zhì)量,E是它具有的能量
質(zhì)能關(guān)系式從理論上預(yù)言了核能釋放及原子能利用和原子彈研制的可能性
B練習(xí)3:靜止時質(zhì)量是1kg的物體,以10m/s的速度運動,它具有的動能是多少?與這個動能相對應(yīng),它的質(zhì)量增加多少?按照相對論質(zhì)量關(guān)系式,這個物體的質(zhì)量增加了多少?
反思小結(jié):
班級________姓名_________層次____
15、3 狹義相對論的其他結(jié)論檢測卡
編寫人:曹樹春 審核:高二物理組
寄語:夢想決定現(xiàn)實。但,當(dāng)夢想只是夢想,現(xiàn)實就是另一種現(xiàn)實!
B1.對于公式 ,下列說法中正確的是 ( )
A.式中的是物體以速度v運動時的質(zhì)量
B.當(dāng)物體的運動速度v>0時,物體的質(zhì)量m>m0,即物體的質(zhì)量改變了,故經(jīng)典力學(xué)不適用,是不正確的
C.當(dāng)物體以較小速度運動時,質(zhì)量變化十分微弱,經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用,只有當(dāng)物體以接近光速運動時,質(zhì)量變化才明顯,故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運動,而不適用于高速運動
D.通常由于物體的運動速度太小,故質(zhì)量的變化引不起我們的感覺.在分析地球上物體的運動時,不必考慮質(zhì)量的變化
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