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1、学案2 了解相对论（选学）初识量子论（选学）一、狭义相对论1. 尺缩效应物体静止长度和运动长度/之间的关系为:上而的式子说明，相对于地面以速度。运动的物体，从地面上看，沿着运动方向上的长度变 短了，速度越大，变短得越多.理解：（1）在垂直于运动方向不发生长度收缩效应现象.（2）我们平常观察不到这种长度收缩效应，是因为我们生活在比光速低得多的低速世界里，长度收缩效应极不明显，即使运动物体的速度达到0=30 000 km/s（即0.1c）,长度收缩效应也只 不过是5%,因此，在低速运动中，Qc,长度收缩效应可忽略不计.2. 钟慢效应理解：（1）时间延缓效应是时空的一种属性：在运动参考系中的时间节奏
2、变慢了.（一切物理过程、化 学过程乃至观察者自己的生命疗奏都变慢了）（2）由于运动是相对的，故在某一个参考系中观察另一个不同参考系里发生的物理事件时，总 能感到时间延缓效应.（3）日常生活中的时间延缓效应可以忽略不计，在运动速度接近光速时，则变得特别明显.3. 质速公式在相对物体静止的参考系中测量，物体具有最小的质量讽称为静I匕质量）.在相对物体以速 度Q运动的惯性系中测量，物体的运动质量为m=.由于“，所以 心g 速度Q越大，运动质量也越大.4. 质能关系质量和能疑是物体不可分离的属性，其关系式为E=mc2.质能关系式也可写成吐E=W由 公式可以看岀，随着一个物体质量的减少，会释放出一泄的能
3、量：与此同时，另一物体吸收 了能量，质疑也会随之增加.5. 任何物体的速度都不能超过光速.二 广义相对论点滴1. 1916年，爱因斯坦创立了广义相对论.2. 光线通过强引力场时，光线在引力场中会发生偏折，在引力场中，时空会发生弯曲”.3. 在广义相对论中，时间、空间、物质与运动是紧密联系在一起的.三、量子论的基本内容1. 1900年徳国物理学家普朗克提出量子论.2. 量子论认为微观世界的某些物理量不能连续变化而只能取某些分立值.物质吸收或发射的 辐射能量量子s=hv,辐射能量的变化是一份一份的，而不是连续的.对于较大的物体能量 疑子化不显著，对于微观粒子能量量子化显著.3. 微观粒子在某些条件
4、下显示岀波动性，某些条件下显示出粒子性.微观粒子的这种性质称 为波粒二象性”.对于宏观物体，波动性不显著，只显示出粒子性.典例精析一、对尺缩效应的简单应用【例1】在静止坐标系中的正立方体边长为另一坐标系以相对速度0平行于立方体的一边 运动.问在后一坐标系中的观察者测得的立方体的体积是多少？二 质速关系4【例2】电子的静止质量为“I加速后的电子相对实验室的速度是为光速），在实验室中观察到的加速后电子的质量是多大？1. （尺缩效应）假设地而上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人, 站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是（）A. 这个人是一个矮胖子B. 这个人是一个瘦高个子C.
5、 这个人矮但不胖D. 这个人瘦但不高2. （钟慢效应）1947年，在用乳胶研究高空宇宙射线时，发现了一种不稳左的基本粒子，称做 介子，质量约为电子质量的273.27倍，它带有一个电子电荷量的正电荷或负电荷，称作F 或若参考系中疋介子处于静止，它们的平均寿命为3=2.56X10,设tt介子以0.9c速 率运动，求从实验室参考系观测到的该粒子的平均寿命.3. （质速关系）对于公式加=弓，下列说法中正确的是（）A. 式中的是物体以速度砂运动时的质量B. 当物体的运动速度乙，0时，物体的质量加巾，即物体的质屋改变了，故经典力学不再适 用C. 当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适
6、用，只有当物体以 接近光速的速度运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于髙速运 动D. 通常由于物体的运动速度很小，故质虽的变化引不起我们的感觉.在分析地球上物体的 运动时，不必考虑质疑的变化40分钟课时作业1. 两相同的米尺，分别静止于两个相对运动的惯性参考系s和s中，若米尺都沿运动方向 放置，贝”）A. S系的人认为S系的米尺要短些B. S系的人认为S系的米尺要长些C. 两系的人认为两系的米尺一样长D. S系的人认为S系的米尺要长些2. 设想在人类的将来实现了星际航行，即将火箭发射到邻近的恒星上去，火箭相对于日心一 恒星坐标系的速率为q=O.8c,火箭中静止放置长度为1
7、.0 m的杆，杆与火箭飞行方向平行, 求在日心一恒星坐标系中测得的杆长.3. A、B两火箭沿同一方向高速飞过地而上的某处，血如，在火箭A上的人观察到的结果正 确的是（）A. 火箭A上的时钟走得最快B. 地而上的时钟走得最快C. 火箭B上的时钟走得最快D. 火箭B上的时钟疋得最慢4. 话说有兄弟两个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时 间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是（）A. 哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了B. 弟弟思念哥哥而加速生长C. 由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢D. 这是神话，科学无法解释
8、5. 有关物体的质量与速度的关系的说法，正确的是（）A. 物体的质量与物体的运动速度无关B. 物体的质量随物体的运动速度增大而增大C. 物体的质量随物体的运动速度增大而减小D. 当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零6. 通过一个加速装置对电子施加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，对这个加速过程, 下列描述正确的是（）A. 根据牛顿第二泄律，电子将不断做匀加速直线运动B. 电子先做加速运动，后以光速做匀速直线运动C. 电子开始先近似于匀加速运动，后来质量增大，牛顿运动泄律不再适用D. 电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释7. 在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，英原因是（A. 运动中的物体，其质呈:无法测量B. 物体的速度远小于光速，质量变化极小C. 物体的质量太大D. 物体质呈并不随速度变化而变化
