力学与现代物理PPT学习教案

1、会计学1 力学与现代物理力学与现代物理 知识网络构建知识网络构建 第1页/共25页 专题归纳整合专题归纳整合 狭义相对论狭义相对论 第2页/共25页 说明：说明：(1)不同惯性系中的观察者对同一物体不同惯性系中的观察者对同一物体 进行测量，测得结果并不相同，但并不是物进行测量，测得结果并不相同，但并不是物 体本身发生了收缩，而是狭义相对论时空观体本身发生了收缩，而是狭义相对论时空观 的一种体现，在相对静止的参考系中测得的的一种体现，在相对静止的参考系中测得的 物体长度最长物体长度最长 (2)在垂直于物体运动方向不发生长度的收缩在垂直于物体运动方向不发生长度的收缩 效应效应 (3)我们平时观察不

2、到这种长度收缩效应，是我们平时观察不到这种长度收缩效应，是 因为我们生活在比光速低很多的低速世界里因为我们生活在比光速低很多的低速世界里 ，vc，LL，长度收缩效应可忽略不计，长度收缩效应可忽略不计 第3页/共25页 一个杆沿着车厢运动的方向固定在火车上一个杆沿着车厢运动的方向固定在火车上 ，和车一起运动在火车上的人看来，杆是静止的，和车一起运动在火车上的人看来，杆是静止的 ，测得杆长为，测得杆长为L，地面上的人认为车是运动的，测，地面上的人认为车是运动的，测 得杆长为得杆长为L.则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是() A地面上的人与车上的人测得杆长相等，即地面上的人与车上的人测得杆长相

3、等，即L L B地面上的人与车上的人测得杆长不相等，即地面上的人与车上的人测得杆长不相等，即 LL C地面上的人与车上的人测得杆长不相等，即地面上的人与车上的人测得杆长不相等，即 LL D测得的长度无法比较测得的长度无法比较 第4页/共25页 【精讲精析】【精讲精析】在火车上的人看来，杆是在火车上的人看来，杆是 静止的，地面上的人看到杆在运动，因动静止的，地面上的人看到杆在运动，因动 杆变短，故地面上的人测得的长度较小杆变短，故地面上的人测得的长度较小 【答案】【答案】B 第5页/共25页 第6页/共25页 说明：说明：(1)相对论中的钟走得一样快，时间延缓相对论中的钟走得一样快，时间延缓 是

4、一种观测效应，是相对论时空观的体现，不是一种观测效应，是相对论时空观的体现，不 是时钟走得快了或慢了是时钟走得快了或慢了 (2)时间延缓效应指的是一个相对于我们在高速时间延缓效应指的是一个相对于我们在高速 运动的惯性系中发生的物理过程，在我们看来运动的惯性系中发生的物理过程，在我们看来 所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的 时间长，惯性系速度越大，观察到的过程所经时间长，惯性系速度越大，观察到的过程所经 历的时间越长，我们平时没有观察到这类时间历的时间越长，我们平时没有观察到这类时间 延缓是因为在低速领域延缓是因为在低速领域vc，以至于，以至于tt

5、，即时间延缓效应忽略不计，即时间延缓效应忽略不计 第7页/共25页 (3)由于运动是相对的，故在某一参考系中观由于运动是相对的，故在某一参考系中观 察另一个不同的参考系里发生的物理事件总察另一个不同的参考系里发生的物理事件总 感到时间延缓效应，在相对静止的惯性系中感到时间延缓效应，在相对静止的惯性系中 测量的时间最短测量的时间最短 第8页/共25页 如图如图61所示，所示，A、B、C是三个完全相是三个完全相 同的时钟，同的时钟，A放在地面上，放在地面上，B、C分别放在两个火分别放在两个火 箭上，以速度箭上，以速度vB、vC朝同一方向飞行，且朝同一方向飞行，且vBvC. 地面上的观察者认为哪个时

6、钟走得最慢？哪个走地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？哪个走 得最快？得最快？ 图图61 第9页/共25页 【答案】【答案】C钟走得最慢；钟走得最慢；A钟走得最快钟走得最快 第10页/共25页 第11页/共25页 某人测得一静止棒长为某人测得一静止棒长为l，质量为，质量为m， 于是求得此棒线密度为于是求得此棒线密度为.假定此棒以速度假定此棒以速度v在在 棒长方向上运动，此人再测棒的线密度应为多棒长方向上运动，此人再测棒的线密度应为多 少？若棒在垂直长度方向上运动，它的线密度少？若棒在垂直长度方向上运动，它的线密度 又为多少？又为多少？ 第12页/共25页 第13页/共25页 第14页/共25页

7、 4质能关系质能关系 Emc2或或Emc2 说明：说明：(1)此式通常叫做爱因斯坦质能关系方此式通常叫做爱因斯坦质能关系方 程，被爱因斯坦看做他的狭义相对论最有意程，被爱因斯坦看做他的狭义相对论最有意 义的成果，此式表明任何质量义的成果，此式表明任何质量m都对应着相都对应着相 应的能量应的能量mc2，为开发和利用原子能提供了理，为开发和利用原子能提供了理 论基础论基础 (2)Emc2表示随着一个物体质量的减少表示随着一个物体质量的减少( 质量亏损质量亏损)，会释放一定的能量，重核裂变反，会释放一定的能量，重核裂变反 应核轻核聚变反应使这一方程得到了验证，应核轻核聚变反应使这一方程得到了验证，

8、使人类进入了核能时代使人类进入了核能时代 第15页/共25页 1905年，爱因斯坦创立了年，爱因斯坦创立了“相对论相对论”， 提出了著名的质能方程下面涉及对质能方程提出了著名的质能方程下面涉及对质能方程 理解的几种说法中正确的是理解的几种说法中正确的是() A若物体能量增大，则它的质量增大若物体能量增大，则它的质量增大 B若物体能量增大，则它的质量减小若物体能量增大，则它的质量减小 C若核反应过程质量减小，则需吸收能量若核反应过程质量减小，则需吸收能量 D若核反应过程质量增大，则会放出能量若核反应过程质量增大，则会放出能量 【精讲精析】【精讲精析】由由Emc2，若，若E增大，则增大，则m增增

9、大；若大；若E减小，则减小，则m减小，故减小，故A正确、正确、B错若错若 m减小，则减小，则E减小；若减小；若m增大，则增大，则E增大，故增大，故C 、D错错 【答案】【答案】A 第16页/共25页 对光电效应的理解对光电效应的理解 1入射光的频率与金属的极限频率入射光的频率与金属的极限频率 光是一种电磁波，各种颜色的光都具有一定的频光是一种电磁波，各种颜色的光都具有一定的频 率；光子照射到金属上时，它的能量可以被金属率；光子照射到金属上时，它的能量可以被金属 中的某个电子吸收，电子吸收光子后，能量增加中的某个电子吸收，电子吸收光子后，能量增加 如果能量足够大，电子就能克服金属内正电荷如果能量

10、足够大，电子就能克服金属内正电荷 对它的引力，离开金属表面，逃逸出来，成为光对它的引力，离开金属表面，逃逸出来，成为光 电子能使金属发生光电效应的入射光的最小频电子能使金属发生光电效应的入射光的最小频 率，称为这种金属的极限频率率，称为这种金属的极限频率0. 第17页/共25页 2光子的能量与入射光的强度光子的能量与入射光的强度 光子的能量是一份一份的，每个光子的能量光子的能量是一份一份的，每个光子的能量 为为Eh，它的大小取决于光的频率；入射，它的大小取决于光的频率；入射 光的强度指的是单位时间内入射到金属表面光的强度指的是单位时间内入射到金属表面 单位面积上的光子的总能量单位面积上的光子的

11、总能量 第18页/共25页 3光电子的最大初动能与光电子的动能光电子的最大初动能与光电子的动能 电子吸收光子的能量后，一部分用于克服核电子吸收光子的能量后，一部分用于克服核 的引力做功的引力做功W，一部分用于从金属内部向表，一部分用于从金属内部向表 面运动时克服其他原子阻碍做功面运动时克服其他原子阻碍做功W，剩余，剩余 部分转化为光电子的初动能，即部分转化为光电子的初动能，即EkhW W，只有直接从金属表面飞出的电子才，只有直接从金属表面飞出的电子才 具有最大初动能具有最大初动能EkmhW(W0)上上 述述W即为该种金属的逸出功即为该种金属的逸出功Wh0，对于确，对于确 定的金属定的金属W是恒

12、定的，故光电子的最大初动是恒定的，故光电子的最大初动 能只随着入射光频率的增大而增大能只随着入射光频率的增大而增大 第19页/共25页 4光电流与饱和光电流光电流与饱和光电流 在一定频率与强度的光照射下，光电流随在一定频率与强度的光照射下，光电流随 电压电压U的增大而增大，当的增大而增大，当U比较大时，光电比较大时，光电 流达到饱和值流达到饱和值Im，即使再增大，即使再增大U，在单位，在单位 时间内也不可能有更多的光电子定向移动时间内也不可能有更多的光电子定向移动 ，也就不能形成超过饱和光电流，也就不能形成超过饱和光电流Im的光电的光电 流在入射光频率不变的情况下，光电流流在入射光频率不变的情

13、况下，光电流 强度强度(指光电流的饱和值指光电流的饱和值)正比于单位时间正比于单位时间 内照射到金属表面单位面积的光子数，即内照射到金属表面单位面积的光子数，即 入射光的强度入射光的强度 第20页/共25页 (2010年高考浙江卷年高考浙江卷)在光电效应实验中在光电效应实验中 ，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得 到了三条光电流与电压之间的关系曲线到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、甲光、 乙光、丙光乙光、丙光)，如图，如图62所示，则可判断出所示，则可判断出( ) 图图62 第21页/共25页 A甲光的频率大于乙光的频率甲光的频率大于乙光的频率 B乙光的波长大于丙光的波长乙光的波长大于丙光的波长 C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频乙光对应的截止频率大于丙光的截止频 率率 D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光甲光对应的光电子最大初动能大于丙光 的光电子最大初动能的光电子最大初动能 第22页/共25页 【精讲精析】【精讲精析】由于是同一光电管，因而不论对由于是同一光电管，因而不论对 哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于 甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率甲、乙两种光，反向