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1、第六章,章末总结,内容索引,知识网络,题型探究,知识网络,同时的相对性 时间间隔的相对性，时间间隔的相对性公式_ 长度的相对性，长度的相对性公式l_ 相对论速度变换公式v_,相对论简介,狭义相对论,爱因斯坦相对性原理：_ _ 光速不变原理：_ _,光在真空中运动的速度在任何惯性系中,两个基本假设,几个重要结论,测得的数值都是相同的,在不同的惯性参考系中，物理规律,(包括力学的和电磁的)都是一样的,广义相对性原理：_等效原理：_ _,光在引力场中传播时，将会发生偏折 引力作用使光波产生频移 在引力场中时间会延缓 当两个天体相互绕转时，会向外界辐射引力波,相对论质速关系式m_ 爱因斯坦质能方程E_
2、,相对论简介,广义相对论,一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引,mc2,在任何参考系中物理规律都是一样的,力作用的惯性系统是等效的,两个基本原理,几个结论,几个重要结论,狭义相对论,题型探究,一、时间和空间的相对性,1.与运动的惯性系相对静止的人认为两个事件时间间隔为0，地面观察者 测得的时间间隔为，则两者之间关系为 . 2.(1)如果与杆相对静止的人认为杆长是l0，与杆相对运动的人认为杆长是l，则两者之间的关系为ll0 . (2)一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小.,例1 在实验室中测得以速度0.8c运动的介子的平均寿命为4108秒，与介子一起运动的观察者认为介子的平均
3、寿命是多少？,解析,答案,答案 2.4108 s,解析 在相对于介子运动的实验室中测得介子的平均寿命为，则相对于介子静止的观察者测得介子的平均寿命为,例2 某列长为100 m的火车，以u2.7108 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缩短了多少？,解析,答案,答案 56.4 m,解析 根据公式ll0 知， 长度缩短了ll0ll0(1 )， 代入数据可得l56.4 m,针对训练1 如图1所示，假设一根10 m长的梭镖 以光速穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是 在静止状态下测量的.以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子的情况的是 A.梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全
4、遮住它 B.管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来 C.两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖 D.所观察到的现象与观察者的运动情况有关,解析,答案,图1,解析 长度的相对性公式ll0 中的l和l0是具有相对性的，到底 是管子收缩变短还是梭镖收缩变短，要看观察者所处的参考系.如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部.然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖从管子的两端伸出来.,二、质速关系和质能关系,例3 一电子以0.99c的速率运动.问： (1)电子
5、的总能量是多少？,解析,答案,答案 5.81013 J,解析 由m ，Emc2得,(2)电子经典力学的动能与相对论动能之比是多少？(电子静止质量m09.11031 kg),解析,答案,答案 8102,解析 电子经典力学的动能E m0v2， 电子相对论动能Ek,质速关系式：m ，质能关系式：Emc2，利用质速关系 式和质能关系式解题时应首先明确物体的静止质量或运动质量.,针对训练2 电子的静止质量m09.111031 kg. (1)试分别用焦耳和电子伏为单位来表示电子的静质能.,解析,答案,答案 8.21014 J 0.51 MeV,解析 由质能方程得 E0m0c29.111031(3108)2
6、 J 8.21014 J eV0.51 MeV.,(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,答案,答案 2.691030 kg 2.82108 m/s,解析 由能量关系得eU(mm0)c2， 解得 2.691030 kg. 由m ， 解得,三、相对论速度变换公式,例4 设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.6c的速率向东飞行，5 s后该飞船将与一个以0.8c的速率向西飞行的彗星相撞.试问： (1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动？,解析,答案,答案 0.946c,解析 取地球为S系，飞船为S系，向东为x轴正向.则S系相对S系的速度v0.6c，彗星相对S系的速度vx0.8c.由相对论速度变换公式可 求得慧星相对飞船的速率vx 0.946c，即彗星以0.946c的速率向飞船靠近.,(2)从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，以避免与彗星相撞？,解析,答案,答案 4 s,解析 把t0t00时的飞船状态视为一个事件，把飞船与彗星相撞视为第二个事件.这两个事件都发生在S系中的同一地点(即飞船上)，地球上的观察者测得这两个事件的时间间隔5 s，根据时间间隔的相对性公 式可求出0.即由 5 s，解得04 s，即从飞船上的时钟来看，还有4 s的时间允许它离开原来的航线.,
