2020--2021（湖北）物理人教版选修3-4课件：第15章　本章整合13张

(共13张PPT)
人教版选修3-4课件：第15章　本章整合
本章知识可分为两部分,第一是狭义相对论的知识,主要是两个基本假设和几个重要结论;第二是广义相对论,介绍了两个基本原理及几个结论。
思考并回答下列问题
1.思考关于狭义相对论的内容,填写下图。
答案:①在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的　②真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的　③相对的　
2.思考广义相对论的相关内容,填写下图。
答案:①在任何参考系中,物理规律都是相同的
②一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价
③弯曲　④时间进程出现差别(引力红移)
专题一　时间和空间的相对性
例题1在实验室中测得以速度0.8c运动的π介子的平均寿命为4×10-8
s,与π介子一起运动的观察者认为π介子的平均寿命是多少?
解析:在相对于π介子运动的实验室中测得π介子的平均寿命为Δt,则相对于π介子静止的观察者测得π介子的平均寿命为
答案:2.4×10-8
s
变式训练1某列长为100
m的火车若分别以v1=30
m/s和v2=2.7×108
m/s的速度做匀速直线运动,则对地面的观察者来说其长度分别缩短了多少?
解析:l0=100
m
当火车以v1=30
m/s的速度运动时,
其长度缩短了Δl1=l0-l1=0
当火车以v2=2.7×108
m/s的速度运动时,
其长度缩短了Δl2=l0-l2=56.4
m。
答案:0　56.4
m
专题二　质速关系和质能关系
例题2一电子以0.99c的速率运动。问:(电子静止质量m0=9.1×10-31
kg)
(1)电子的总能量是多少?
(2)电子经典力学的动能与相对论动能之比是多少?
答案:(1)5.81×10-13
J　(2)8.05×10-2
变式训练2电子的静止质量m0=9.11×10-31
kg。
(1)试分别用焦耳和电子伏为单位来表示电子的静质能;
(2)静止电子经过106
V电压加速后,其质量和速率各是多少?
解析:(1)由质能方程得
E0=m0c2=9.11×10-31×(3×108)2
J
答案:(1)8.2×10-14
J　0.51
MeV　(2)2.69×10-30
kg
2.82×108
m/s
专题三　相对论速度变换公式
例题3地球上一观察者,看见一飞船A以速度2.5×108
m/s从他身边飞过,另一飞船B以速度2.0×108
m/s跟随A飞行。求:
(1)A上的乘客看到B的相对速度;
(2)B上的乘客看到A的相对速度。
解析:(1)A上的乘客看地面上的人以速度-2.5×108
m/s向后运动,地面上的人看B以速度2.0×108
m/s向前运动,则A上的乘客看
(2)B上的乘客看到A的相对速度为1.125×108
m/s。
答案:(1)-1.125×108
m/s　(2)1.125×108
m/s
变式训练3若一宇宙飞船对地以速度v运动,宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c,那么在地面上的观察者看来,光速是v+c吗?
答案:不是。在地面上的观察者看来,光速是c。