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高中物理 第5章 新时空观的确立 5.2 奇特的相对论效应学案 沪科版选修3-4-沪科版高二选修3-4物理学案

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2 奇特的相对论效应[学习目标定位] 1.了解运动时钟延缓效应和运动长度收缩效应.2.知道爱因斯坦质量公式和质能关系.3.了解经典时空观与相对论时空观的重要区别,体会相对论的建立对人类认识世界的影响.1.由牛顿第二定律可知,物体所受的外力 F 与物体的质量 m、物体产生的加速度 a 之间的关系为 F=ma.2.运动时钟延缓事件发生在运动惯性系中,地球上测量的时间间隔 Δt,在以速度 v 相对于地球飞行的飞船上测量的时间间隔为 Δt′,两者的关系为 Δt=,这种效应叫做时钟延缓,也叫做“动钟变慢”.3.运动长度收缩在一以速度 v 相对于地球飞行的飞船上,有一根沿运动方向放置且静止的棒,在地球上测量它的长度为 l,在飞船上测量的长度为 l′,两者的关系为 l=l′.在静止惯性参考系中测得的长度总是比运动惯性系中的要短一些,这种效应叫做运动长度收缩或尺缩效应,也叫做“动尺缩短”.尺缩效应只发生在运动的方向上.4.爱因斯坦质量公式物体静止时的质量为 m0,运动时的质量为 m,两者之间的关系为 m=.5.质能关系(1)任何质量的物体都对应着一定的能量:E=mc 2 .(2)如果质量发生了变化,其能量也相应发生变化:ΔE=Δ mc 2 .6.时空观的深刻变革牛顿物理学的绝对时空观:物理学的空间与时间是绝对分离、没有联系的,脱离物质而单独存在,与物质的运动无关.而相对论认为:有物质才有时间和空间,空间和时间与物体的运动状态有关.人类对于空间、时间更进一步地认识而形成的新的时空观,是建立在新的实验事实和相关结论与传统观念不一致的矛盾基础上,是不断发展、不断完善起来的.一、运动时钟延缓[问题设计]一列火车沿平直轨道飞快匀速行驶,某人在这列火车上拍了两下桌子,车上的人观测的两次1拍桌子的时间间隔与地上人观测的拍两下桌子的时间间隔相同吗?答案 不同[要点提炼]时间间隔的相对性(时钟延缓)1.经典的时空观:某两个事件,在不同的惯性系中观察,它们的时间间隔总是相同的.2.相对论的时空观:某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们的时间间隔是不同的,惯性系相对运动速度越大,惯性系中的时间进程越慢.3.相对时间间隔公式:设 Δt′表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔,Δt表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔,则它们的关系是 Δt=.例 1 远方的一颗星以 0.8c 的速度离开地球,测得它辐射出来的闪光按 5 昼夜的周期变化,求在此星球上测其闪光周期...

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