江苏省宝应县画川高级中学高中物理 6.4相对论的速度变换公式 质能关系导学案（无答案）新人教版选修34.doc

课题： 6.4狭义相对论的其他结论 6.5广义相对论简介 班级： 高二（ ）班 姓名： 学号： 日期： 知识与技能目标：1了解运动速度的相对论变换，相对论质量，质能方程；2了解广义相对论基本原理、主要结论、介绍广义相对论的实验验证教学重点、难点：运动速度的相对论变换，相对论质量，质能方程；导 学 过 程复习：1、用相对论的观点判断,下列说法不正确的是（ ）a时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变；b在地面上的人看来，以10km/s的速度运动的飞船中的时间会变慢，但是飞船中宇航员却看到时钟是准确的；c在地面上的人看来，以10km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些；d当物体运动速度远小于光速时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计。2、如图所示，强强乘电梯速度为0.9（为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为 （ ）a.0.4c b.0.5c c.0.9c d.1.0c3、惯性系s中有一边长为l的正方形(如图a所示)，从相对s系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是 （ ）4、在静止的参照系中的立方体，其边长为，另一坐标系以相对速度平行于立方体的一边运动。则在后一坐标系中的观察者测得的立方体的体积是多少？新授：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为 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取负值二、相对论质量。思考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静止质量三、质能方程 物体的能量和质量之间存在密切的联系，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 。质能关系式从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性，*四、广义相对性原理和等效原理 思考爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题：1、引力问题，万有引力定律不满足洛伦兹变换，无法纳人狭义相对论的理论框架；2、非惯性系问题，狭义相对论只适用于惯性系。它们是促成广义相对论的前提。1广义相对性原理：把相对性原理从“任何惯性系平权”推广到“包括非惯性系在内的任意参考系（即包括惯性系和非惯性系）平权”。2等效原理：一个均匀的引力场和一个做匀加速运动的参考系是等价的。通过等效原理，爱因斯坦将万有引力和非惯性系的问题联系了起来。可以开始考虑引力和非惯性系的问题。3广义相对论原理出发所预言的几个重要结论：引力使光线 ；引力场实际是一个弯曲的时空；引力 移。引力场存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。如矮星表面的引力很强，