6.1 高速世界 学案 (5)

6.1
高速世界
学案5
【学习目标】
初步了解爱因斯坦相对论建立的背景
知道时间延缓，长度缩短，质速关系，质能关系和时空弯曲。
【学习重点】
知道两个基本原理、时间延缓，长度缩短，质速关系，质能关系
【知识要点】
一．高速世界的两个基本原理：
①爱因斯坦相对性原理——
—切物理定律，在不同的惯性系中是相同的
②光速不变原理——光在真空中的传播速度在不同的惯性系中测得的数值都是相同的，与光源、观察者是否相对运动无关
对2个基本原理的正确理解：
①自然规律不仅包括力学规律，还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律；
②强调真空中的光速光速不变指大小既不依赖于光源或观察者的运动，也不依赖于光的传播方向
③几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速，结果都不违背光速不变原理。
二。长度收缩效应、时间延缓效应、质速关系：
l=l0（通称尺缩效应）
t=
（钟慢效应）
m=（质—速效应）
上式中，各式里的v都是物体的运动速度，c是真空中的光速，l0和l分别为在相对静止和运动系统中沿速度方向测得的物体的长度；t和t0分别为在相对静止和运动的系统中测得的时间；m0和m分别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量.
但是，当宏观物体的运动速度远小于光速时（v<三、质能关系
质能方程
质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系.
四、时空弯曲
（1）相对惯性系做变速运动的参照系都是非惯性系
（2）爱因斯坦认为加速和引力是等效的，如果加速运动能够使光线弯曲，那么，引力也能使光线弯曲。
（3）按照广义相对论光线在引力场中的弯曲可等效为空间本身被引力弯曲了，引力不但影响空间而且影响时间，此影响可描述为时空弯曲。
【典型例题】
例题：一张宣传画5
m见方，平行地贴于铁路旁边的墙上，一超高速列车以
2×108
m/s的速度接近此宣传画，这张画由司机测量将成为什么样子？(利用5－1式)
解析：注意，垂直速度方向的长度不变，仍然是5
m，运动方向上长度变短，即为：
L=L0=5×m=3.7
m
所以，司机看到的画面尺寸为：5×3.7
m2,即形状由正方形变成了长方形.
【达标训练】
1、如果有一列火车，以很高的速度运动，车窗沿运动方向为长，垂直运动方向为宽，根据相对论的知识，地面上的人发现（
）
A、火车窗口比静止时要长
B、火车窗口比静止时要短
C、火车窗口比静止时要宽
D、火车窗口比静止时要窄
2、以下符合经典力学观点的是（
）
A、同时是绝对的
B、时间间隔是绝对的
C、空间距离是绝对的
D、物体质量是恒定不变的
3、尺缩效应是指（
）
A、与尺子一起运动的观察者发现沿运动方向的尺子比静止时要短
B、地面静止的观察者发现沿运动方向的尺子比静止时要短
C、运动和静止的观察者均发现尺子比静止时要短
D、静止的人用来测量运动物体长度时尺子比正常时要短
4、关于经典力学和相对论的关系（
）
A、相对论是对经典力学的否定
B、经典力学可以认为是相对论的一个特例
C、经典力学是相对论在低速情况下的近似
D、相对论是在经典力学基础上的推论
5、高速运动的物体，其质量随速度变化的情况是（
）
A、速度越大，质量越大
B、速度越大，质量越小
C、质量与速度无关
D、条件不足，无法确定
6、A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和vC朝同一方向飞行，vB）
A、A时钟
B、B时钟
C、C时钟
D、A、B、C快慢一样
7、面上A、B两个事件同时发生，对于坐在火箭中沿两个事件发生地点连线飞行的人来说(如图所示)，哪个事件先发生
8、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和vC朝同一方向飞行，
vB【参考答案】
1、B
2、ABCD
3、B
4、BC
5、A
6、C
7、事件先发生。8、C时钟走得最慢，A走得最快。
【反思】
收获
疑问