08届高三物理一轮相对论授课提纲.doc

届高三物理一轮授课提纲相对论简介课题相对论简介教学目标知识与技能通过例题的讲解使学生对本章的基本概念和基本规律有进一步地理解并能熟练应用本章知识分析解决物理问题过程与方法在熟练掌握基本概念规律基础上能够分析和解决一些实际问题情感态度与价值观通过复习培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力学习一定的研究问题的科学方法重点难点对相对论中一些概念的深刻理解及综合性运用知识要点一知识结构二主要内容伽利略相对性原理力学规律在任何惯性系中都是相同的狭义相对论的两个基本假设狭义相对性原理在不同的惯性系中一切物理规律都是相同的光速不变原理真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的时间和空间的相对性同时的相对性同时是相对的在一个参考系中看来同时的在另一个参考系中却可能不同时长度的相对性一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比静止时的长度小即式中是与杆相对运动的人观察到的杆长是与杆相对静止的人观察到的杆长注意在垂直于运动方向上杆的长度没有变化这种长度的变化是相对的如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动与他们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了时间间隔的相对性从地面上观察高速运动的飞船上时间进程变慢飞船上的人则感觉地面上的时间进程变慢式中是与飞船相对静止的观察者测得的两事件的时间间隔是地面上观察到的两事件的时间间隔相对论的时空观经典物理学认为时间和空间是脱离物质而独立存在的是绝对的二者之间也没有联系相对论则认为时间和空间与物质的运动状态有关物质时间空间是紧密联系的统一体狭义相对论的其他结论相对论速度变换公式式中为高速火车相对地的速度为车上的人相对于车的速度为车上的人相对地面的速度对于低速物体与与光速相比很小时根据公式可知这时这就是经典物理学的速度合成法则对于高速物体与与光速相等时即不论如何取值在什么参考系中观察光速都是注意这一公式仅适用于与在一直线上的情况当与相反时取负值相对论质量式中为物体静止时的质量为物体以速度运动时的质量由公式可以看出随的增加物体的质量随之增大质能方程广义相对论简介广义相对论的两个基本原理广义相对性原理在任何参考系中物理规律都是相同的等效原理一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价广义相对论的几个结论物质的引力使光线弯曲引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别解题指导例下列说法正确的是力学规律在任何参考系中都是相同的在所有惯性系中物理规律都是相同的在高速运动情况下惯性系中的物理规律也不一定相同牛顿运动定律在非惯性系中不变例设某人在以速度为的飞船上打开一个光源则下列说法正确的是飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是在地面上任何地方的观察者看到的光速都是例甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子则下列说法正确的是甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度大乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度小例一长杆在车厢中静止杆与车厢前进的方向平行在车厢中测得杆长为若车厢以的速率行驶为光速则在地面上测得的杆长为例设想在人类的将来实现了恒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恒星坐标系的速率为火箭中静止放置长度为的杆杆与火箭方向平行求在日心恒星坐标系中测得的杆长答案例一艘宇宙飞船的船身固有长度为相对于地面以为真空中光速的匀速度在地面观测站的上空飞过观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少答案例地球上一观察者看见一飞船以速度从他身边飞过另一飞船以速度跟随飞行求上乘客看到的相对速度上乘客看到的相对速度答案训练设计在狭义相对论中下列说法中哪些是正确的一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速质量长度时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的在一惯性系中发生于同一时刻不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些系与系是坐标轴相互平行的两个惯性系系相对于系沿轴正方向匀速运动一根刚性尺静止在系中与轴成角今在系中观测得该尺与轴成角则系相对于系的速度是设某微观粒子的总能量是它的静止能量的倍则其运动速度的大小为以表示真空中的光速年在用乳胶研究高空宇宙射线时发现了一种不稳定的基本粒子称作介子质量约为电子质量的倍它带有一个电子电量的正电荷或负电荷称作或若参考系中介子处于静止它们的平均寿命为设介子以速率运动求从实验室参考系观测到该粒子的平均寿命答案冥王星绕太阳公转的线速率为求其静止质量为运动质量的百分之几答案处于恒星际站上的观测者测得两个宇宙飞船以的速率沿相反方向离去问自一火箭测得另一火箭的速率是多少答案