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《2020_2021学年高中物理第六章相对论3_4时间长度的相对性相对论的速度变换公式质能关系课件教科版选修3_4202103252211.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、3.时间、长度的相对性4.相对论的速度变换公式 质能关系必备知识·自主学习一、时间、长度的相对性1.同时的相对性:(1)经典的时空观:在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件,在另一个惯性系中观察也是_________的。(2)相对论的时空观:“同时”具有_________性,即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件,在另一个惯性系中观察_________________而是一先一后发生的。同时相对可能不是同时2.时间的相对性:(1)经典的时空观:某两个事件,在不同的惯性系中观察,它们的时间间隔总是__
2、_______的。(2)相对论的时空观:某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们的时间间隔是_________的。设τ0表示相对事件发生地静止的惯性系中观测的时间间隔,τ表示相对事件发生地以u高速运动的参考系中观察同样两事件的时间间隔,则它们的关系是τ=__________________。相同不同3.长度的相对性:(1)经典的时空观:一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做_____________而不同。(2)相对论的时空观:“长度”也具有_________性,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比____
3、_____时的长度小。设相对于杆静止的观察者认为杆的长度为l0,与杆有相对运动的观察者认为杆的长度为l,杆相对于观察者的速度为u,则l、l0、u的关系是:l=_____________。相对运动相对静止【情境思考】为什么在日常生活中我们觉察不到参考系中同时的相对性呢?在什么情况下,相对论效应比较明显?提示:在平时生活中,物体运动的速度都非常慢,与光速c相比均可忽略,因此我们觉察不到同时的相对性,相对论的所有效应都不明显,但在参考系速度接近光速(一般都需0.9c以上)时,相对论效应就明显表现出来了。二、相对论的
4、速度变换、相对论质量和能量1.相对论速度变换定律:设车对地的速度为u,人对车的速度为v′,车上人相对于地面的速度为v。相对论的速度变换公式为v=_________。如果车上人运动方向与车运动方向相同,v′取_______值,如果车上人运动方向与车运动方向相反,v′取_______值。正负2.相对论质量:(1)经典力学:_________和能量是分别独立量度的。有两个独立的_________定律。(2)相对论情况下:物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0的关系式为:_______________。3.质能
5、方程:_________。质能方程表达了物体的质量m和它所具有的能量E之间的关系。质量守恒E=mc2【易错辨析】(1)物体的质量发生变化时,能量一定发生变化。()(2)质量是物体的固有属性,因此在任何情况下都不会发生改变。()(3)只有运动物体才具有能量,静止物体没有能量。()提示:(1)√。由质能方程ΔE=Δmc2可知,质量变化时,一定对应着能量的变化。(2)×。由狭义相对论可知,物体的质量随速度的增加而增加。(3)×。由爱因斯坦质能方程E=mc2可知,不管物体运动还是静止都具有能量。关键能力·合作学习知识
6、点一 动尺变短与动钟变慢问题探究:如图所示,一立方体相对于地面以近光速向右运动,则站在地面上的人观察到的立方体的形状如何?提示:在沿运动方向上长度变短,而其他两个方向上长度不变,形状如图所示。【核心归纳】1.“动尺变短”:狭义相对论中的长度公式:l=中,l0是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度,而l可以认为是杆沿自己的长度方向以速度u运动时,静止的观察者测量的长度。2.“动钟变慢”:时间间隔的相对性公式:τ=中,τ0是相对事件发生地静止的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔,而τ是相对于事件发生地以速度
7、u高速运动的观察者测量同一地点的同样两个事件发生的时间间隔。3.分析时间间隔和长度变化时应注意的问题:(1)时间间隔、长度的变化,都是由于物质的相对运动引起的一种观测效应,它与所选取的参考系有关,物质本身的结构并没有变化。(2)两个事件的时间间隔和物体的长度,必须与所选取的参考系相联系,如果在没有选取参考系的情况下讨论时间的长短及空间的尺寸,是没有任何意义的。4.经典时空观和狭义相对论时空观:(1)经典时空观:空间和时间脱离物质而存在,是绝对的,空间和时间没有联系,即与物质的运动无关。(2)狭义相对论时空观:
8、空间和时间与物质运动状态有关。【典例示范】【典例】如图所示,A、B、C是三个完全相同的时钟,A放在地面上,B、C分别放在以速度vB和vC朝同一方向飞行的两枚火箭上,且vB
