2017-2018学年高中物理第6章相对论与天体物理章末小结与测评教学案鲁科版选修3-4

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1、第6章相对论与天体物理鏗章末小结与测评”理E干,抓重点,章末盘点,评价口我!知识结构图示ZIIISHIJIBGOUTUSHI经典力学（经典力学的相对恂从理的局限性（绝对时空观（,亠丁（狭义相对性原理两条基木原理《比速不变原理[“同时”的相对性狭义相对论时间延缓效应△尸户.儿个重要结论〈I-丨长度缩短效应/=/（）1-4相对论的速忖十广义相对性原理等效原理I广义相对论的吋空结构:水笊近II点的进动广义相对论的光线在引力场中的弯曲实验检验'引力红移现象1'石达何波延迟探索宇宙“人爆炸"宇宙模型两个阜本原理广义相对论实验检验高频考点例析GAOPINKAODIANLIXI狭义相对论狭义相对论的基本原理

2、。（1）狭义相对性原理：物理规律（力学、电磁学、光学）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考的运动无关。(3)时间的相对性：运动的时钟变慢：At-,——。Jr(4)长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。公式⑸相对论的速度叠加:uf+vu=z~vu1+^c//////针对训练〃〃〃1.设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行，5.0s后该飞船将与一个以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞，试问：(1)飞船屮的人测得彗星将以多大的速率向它运动？(2)从飞船中的时钟來看，还有

3、多少时间允许它离开航线以避免与彗星碰撞？解析：(1)这是一个相对论速度变换问题。取地球为s系，飞船为L系，向西为正向,则s系相对s'系的速度r=0.60c,彗星相对s系的速度仏=0.80c,由速度变换可得弘+「=0.946c1+号c即彗星以0.946c的速率向飞船靠近。⑵由吋间间隔的相对性有A解得At'=4.0s答案：(1)0.946c(2)4.0s广义相对论1.广义相对论的基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系(包括非惯性系)屮物理规律都是相同的。(2)等效原理：匀加速参考系屮的惯性力场与均匀引力场不可区分。2.广义相对论的时空结构一一弯曲时空(1)引力场屮，时钟变慢。(2)在与引力垂直

4、的方向上，空间间隔变短，发生了弯曲。针对训练//////2.以下说法中正确的是()A.矮星表而的引力很强B.在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得慢些C.在引力场越弱的地方，物体长度越长D.在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移解析：因矮星体积很小，质量却不小，所以矮星表面引力很强，A对；根据广义相对论的结论，引力场越强，时间进程越慢，在垂直引力方向上长度变短，而引力方向上没有这种效应，所以B、C错；在引力场强的地方，光谱线向红端偏移，称为引力红移，D错。答案：A章末通关演练ZIIANGMOTONGGIANYANLIAN（时间：60分钟满分：100分）一、选择题（共8小题，每小题6分，共48分

5、，每小题只有一个选项正确。）1.关于相对论的下列说法，正确的是（）A.狭义相对论只研究力学规律B.狭义相对论只研究惯性系C.广义相对论的等效原理是指惯性系和非惯性系等效D.强引力可导致光线和空间弯曲是狭义相对论的结论解析：选B根据狭义相对论和广义相对论的原理知，E项止确。2.如图1所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔久〃和C.假想有一列车沿化方向以接近光速行驶，当铁塔〃发出一个闪光，列车上的观测者测得昇、C两铁塔被照亮的顺序是（）ABCA.同时被照亮B.月先被照亮0.Q先被照亮D.无法判断解析：选C因列车沿SC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知C

6、先被照亮，答案为C。3.坐在做匀速直线运动的公共汽车上的售票员，观察到车的前、后门是同时关上的,地面上的观察者观察到的是（）A•同吋关上B.前门先于后门关上C•后门先于前门关上D.不能确定解析：选c由于车是运动的，后门的光先于前门的光传至观察者，因此地而上的人先看到后门关上。4.假设地面上有一列火车以接近光速的速度运动，其内站着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是（）A.这个人瘦但不高B.这个人矮但不胖C.这个人是个瘦高个儿D.这个人是个矮胖子解析：选A由狭义相对论知在运动方向上长度变短，在垂直运动方向上长度不变，故A项正确。5.A.〃两架飞机沿地面上一足球场的长度方向在其

7、上空髙速飞过，且Q环在飞机上的人观察结果正确的是（）A.飞机上的人观察到足球场的长度比〃飞机上的人观察到的大B.昇飞机上的人观察到足球场的宽度比〃飞机上的人观察到的小C.两飞机上的人观察到足球场的长度相同D.两飞机上的人观察到足球场的宽度相同解析：选D因为当一个惯性系的速度比较大时，根据/=厶/1一0知，沿飞行方向长度减小，而且速度越大，长度越小，故八、C均错误；而垂直于运动方向上，宽度是不随速