狭义相对论的其他结论课 题15.3 狭义相对论的其他结论 新授课1 课时教 学 目 标知识与技能:(1)运动速度的相对论变换(2)相对论质量(3)质能方程过程与方法:让学生体会到自洽性检验是科学理论研究的一个基本方法
情感态度和价值观:体会物理学中蕴含的简单与和谐之美(质能方程)教学重点、难点重点:三个公式难点:运动速度的相对性变换教 学 方 法 教 学 手 段 教学活动一、相对论的速度变换公式通过狭义相对论两个原理的学习,知道光对任何物体的运动速度都一样,物体运动的极限速度都不可能越过真空中的光速
在宏观低速运动条件下,伽利略的速度叠学 生 活 动加原理简单有效
但对高速运动的物体及微观高速粒子,速度的叠加原理与传统经典观念矛盾,必须要考虑相对论效应
车对地的速度为 v,人对车的速度为 u/ 地面上的人看到车上人相对地面的速度为 u 如果车上人运动方向与火车运动方向相同,u’取正值如果车上人运动方向与火车运动方向相反,u’取负值 课本 P115思考与讨论 学生通过计算和推导知道相对论的自洽性注意:相对论速度变换公式,是根据相对论理论中的洛伦兹变换推出的结论,只适用于同一直线运动物体速度的叠加
对于更复杂的速度的叠加, 此公式不适用
二、相对论质量
物体的运动速度不能无限增加,那么物体的质量是否随着速度而变化
严格的论证表明,物体高速(与光速相比)运动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关系: m 运动质量 ﹥ m0静止质量微观粒子的速度很高,它的质量明显的大于静止质量.在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响. 介绍:1988 年,中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功三、质能方程 引入:物体的能量和质量之间存在密切的联系 让学生知道根据狭义相对论原理及洛伦兹变换,经过高等数学推导,可得到相对论动力学的一个著名结论:质能方程 E = m c