2016-2017学年粤教版选修3-4第5章第三节质能方程与相对论速度合成定理学案

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1、第三节质能方程与相对论速度合成定理国◎导航：:课前•预习导学学习目标重点难点1.能记住相对论屮质量和速度的关系式，并进行相关计算.2.能记住爱因斯坦质能方程并进行相关计算.3.能记住相对论的速度合成定理，并进行相关计算.重点：1.相对论中质最和速度的关系式.2.爱因斯坦质能方程.难点：相对论的速度合成定理和相关计算.KEQ1A\IJXIDAOXlE一、相对论质量1.经典力学物体的质量是一定的，一定的力作用在物体上，产生的加速度也是一定的,经过足够长的时间以后物体就可以达到足够人速度.2.相对论物体的质赧随物体速度的增人而增人.物体以速度y

2、运动时的质量/〃与静止时的质量加Z间的关系是：从公式和Yc可知，物体运动时的质量刃总大丁•它静止时的质量规.二、质能方程：物体的质量/〃与其具有的能量〃Z间的关系是E=愿.町见物体的能量和质量成止比.三、相对论速度合成定理.1.速度合成定理设在高速火车上，火车对地面的速度为卩，车上的人以速度M沿火车前进的方向相对ur4-v火车运动，那么他相对地而的速度〃为"=——，如果车上人的运动方向与火午的运动UV方向相反，则d取负值.2.结论光速c是宇宙速度的极限,且相对任何参考系，光速都是不变的.预习交流由质量和速度的关系式叫和yVc可知，物体运动时

3、的质量总大于它静I上时的质量，而且物体的速度y越大，则物体的运动质量也越大，若时，则/〃应是无限大但这是不可能的，对此应如何理解？答案：设想物体速度逐渐向Q靠拢，刃要逐渐增大，产生加速度的力也要逐渐增大.当7接近C时，产生加速度的力要很大.所以宏观物体的速度是不可能增大到接近光速的.对于没有静I上质量的粒子（如光子）才可以达到光速.因此，速度越人，物体的运动质量越大,但不能达到无限大.课堂•命作探窕KETANGHEZUOTANJILJ导学:::::::::::::::::一、相对论质量•活动与探究❶1・为什么说运动物体的质虽大于静止时的质虽

4、尬y答案：由于物体的速度卩不可能达到光速，所以总有r

5、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大D.在相对论力学屮，物体的质最随物体的速度的增人而增人答案：AD解析：在牛顿力和卩，物体的质最是保持不变的，A正确，B错谋；由刃=/知尸在相对论力学中物体静止时的质量最小，物体的质量随速度的增人而增大，C错谋，D正确.（◎师点津q.在低速运动中可以认为物体的质量与速度无关.在高速运动屮，一定要考虑质量与运动速度之间的关系.2•物体的质量随速度的增人而增人，但宏观物体的质量不能增人到无限人.二、质能方程•活动习探究闽质能方程4〃用表达了物体的质最和它所具冇的能最之

6、间的关系.一核弹含20kg的杯，爆炸示生成的静止质暈比原来小1/10000,试分析该核弹爆炸过程屮释放的能量是多少？答案：1.8X10mJ解析：爆炸前后质量变化：人刃=詁顽X20kg=0.002kg.释放的能量为：A^=A/z?^=0.002X（3X108）2J=1.8X10hJ.©迁移❻应用2电手諒止吋质量为9.1X10-31kg,被加速器加速后,其能量为1.28X10怙V，问加速后电子的质量是多少？是静止质量的多少倍？点拨：电子被加速后的能量是电子的总能量，而不只是电子具有的动能，满足公式宀me.答案：2.28X10'27kg2505倍

7、解析：由E=n"得Ill—2—Ckg=2.28X101・28X1()9X1・6X10^9(3X10")$」2.28X10「故—=q1v1a"31=2505.nb9.1X10昭师点津・••对质能方程E=mcl的理解：1.如果物体静止,贝IJ龙=%

8、摩用3-粒子以0.05c的速度和对实验室参考系运动.此粒子衰变时发射一个电子，电子和对于粒了的速度为0・8c,电了的运动方向与粒了运动方向相同.求电了相对于实验室参考系的速度.答