鲁科版高中物理选修3-4：第6章 相对论与天体物理 复习课件

【例1】如图1所示，列车以速度v匀速运动，在车厢里的人 量得车厢高为d，一相对于车厢静止的尺子的长度为L0. 请思考：
图1 （1）地面上的人量得的车厢高度为多少？ （2）地面上的人测得的尺子的长度为多少？
解析：（1）由于在竖直方向上车厢没有运动，所以地面上的人 量得车厢高度仍为 d； （2）由长度的相对性，所以 L＝L0 1－vc22. 答案：（1）d (2)L0 1－vc22
【答案】见解析
例 4：一固有长度的飞船 l0＝90 m，沿船长方向相对地 球以 v＝0.80c 的速度在一观测站的上空飞过，该站测得飞船 长度及船身通过观测站的时间间隔各是多少？船中宇航员测 前述时间间隔又是多少？
【解析】 观测站测船身长为 l＝l0 1－vc22＝54 m 通过的时间是：Δt＝vl ＝2.25×10－7 s 该过程对宇航员而言，是观测站以速度 v 通过 l0，所以 Δt＝lv0＝3.75×10－7 s. 【答案】 54 m 2.25×10－7 s 3.75×10－7 s
解析：在牛顿力学中，物体的质量是保持不变的，故选项 A 正
确，B 错误；在相对论力学中，由于物体的速度 v 不可能达到
光速 c，所以 v<c,1－(vc)2<1，根据 m＝
1m－0 vc2，可知选项 C、
D 均正确。
答案：ACD
例6：下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是（ ） A．只有运动物体才具有能量，静止物体没有能量 B．一定的质量总是和一定的能量相对应 C．E＝mc2中能量E其实就是物体的内能 D．由ΔE＝Δmc2知质量和能量可以互相转化
2．质能关系
（1）相对于一个惯性参考系，以速度 v 运动的物体其具有
的相对论能量
E＝mc2＝ m10－c2vc22＝
1E－0 vc22.
其中 E0＝m0c2 为物体相对于参考系静止时的能量。
（2）物体的能量变化 ΔE 与质量变化 Δm 的对应关系为 ΔE
＝Δmc2.
例5：关于物体的质量，下列说法正确的是（ ） A．在牛顿力学中，物体的质量是保持不变的 B．在牛顿力学中，物体的质量随物体的速度变化而变 化 C．在相对论力学中，物体静止时的质量最小 D．在相对论力学中，物体的质量随物体速度的增大而 增大
答案：长轴为2a、短轴为1.49a的椭球体。
例 3：在 1966～1972 年期间，欧洲原子核研究中心（CERN） 对储存环中沿圆周运动的 μ 粒子的平均寿命进行多次实测。 μ 粒子固有寿命的实验值为 2.197×10－6 s。当 μ 粒子的速度 为 0.996-5c 时，测得其平均寿命为 26.17×10－6 s．试比较相 对论预期的结果与实验值的符合程度。
谢谢
【例 2】一个以 2×108 m/s 的速度运动着的球，半径为 a，试 分析静止着的人观察球会是什么样的形状？ 解析：由长度相对公式有 l＝l0 1－vc22，v 一定，球沿运 动方向上的长度成比例地减小，球沿运动方向的最大长度 为 l＝2a· 1－vc2＝2a· 1－23× ×1100882＝1.49a，垂直于球 运动方向，球的长度不变为 2a.因此静止的人观察球的形状 会是长轴为 2a、短轴为 1.49a 的椭球体。
解析：由爱因斯坦质能方程可知，物体具有的与质量相对应 的能量称为质能。E＝mc2表明质量与能量之间存在一一对应 的关系，物体吸收或放出能量，则对应其质量会增加或减少， 质量与能量并没有相互转化，D项错误，B项正确；静止的 物体也具有能量，称为静能E0，E0＝m0c2，m0叫做静质量， E＝mc2中能量E包括静能E0和动能Ek，而非物体的内能，A、 C两项均错误。选B。 答案：B
【解析】按时间延缓公式，算出粒子固有寿命的相对论 理论值为：Δt′0＝ 1－vc22×26.17×10－6 s＝2.188×10－6 s
而理论值与实验值仅相差 2．188×10－6 s－2.197×10－6 s＝0.009×10－6 s 相对偏差约为02..010ห้องสมุดไป่ตู้97× ×1100－ －66 ss≈4% 这表明相对论时间延缓效应所预言的结果与实验值符 合得很好。
家庭幼儿园社区是孩子发展的三大环境但长期以来在狭隘的教育思想观念影响下大多数人认为孩子的教育即幼儿园教育忽视了家庭社区两大环境的存在陷入了幼儿教育的误区
第六章 相对论与天体物理 复习课件
相对论 与天体 物理
相对论 与天体 物理
归纳提升
一、时间和空间的相对性 1.狭义相对论的基本原理 （1）狭义相对性原理：物理规律（力学、电磁学、光学）
二、质速关系和质能方程 1．质速关系
物体的质量会随物体的速度的增大而增大，物体以速度 v 运动时的质量 m 与静止时的质量 m0 之间的关系 m＝
1m－0 vc2. （1）v≪c 时，(vc)2＝0 此时有 m＝m0，也就是说：低速运 动的物体，可认为其质量与物体的运动状态无关。
（2）物体的运动速率无限接近光速时，其相对论质量也将 无限增大，其惯性也将无限增大。其运动状态的改变也就越 难，所以超光速是不可能的。
等对于所有惯性系都具有相同的形式。 （2）光速不变原理：在任何惯性系中，光在真空中的速
度恒为 c，与光源的运动和观测者的运动无关。
2．与运动的惯性系相对静止的人认为两个事件时间间隔为 t0， 地面观察者测得的时间间隔为 Δt，则两者之间关系为 Δt＝ 1－t0 vc2.
3．设尺子的固有长度为 l0，观察者与被测物体有相对运动时， 尺子的长度为 l，则有 l＝l0 1－vc2，即沿运动方向上的 长度缩短了．这就是相对论中长度的相对性。