《高一物理高速世界》ppt课件

1、高速世界高速世界 -相对论相对论 1一、相对论概述 相对论主要是关于物质运动与时间空间关系的相对论主要是关于物质运动与时间空间关系的理论理论.其中局限于惯性参考系的理论称为狭义相其中局限于惯性参考系的理论称为狭义相对论，推广到一般参考系和包括引力场在内的理对论，推广到一般参考系和包括引力场在内的理论称为广义相对论论称为广义相对论. 提出原因：提出原因：迈克尔孙迈克尔孙莫雷实验莫雷实验结论与经典时结论与经典时空观及衍生出的以太学说相违背空观及衍生出的以太学说相违背. A.Einstein通过对电磁理论研究，意识到实验通过对电磁理论研究，意识到实验的困境是由于时空观造成的的困境是由于时空观造成的.

2、于是，他彻底抛弃于是，他彻底抛弃“以太以太”的概念，提出相对论的两条基本假设的概念，提出相对论的两条基本假设.基于这两条基本原理，爱因斯坦建立了狭义相对基于这两条基本原理，爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域论，把物理学推进到高速领域.2二、经典时空观与相对论时空观 经典时空经典时空观观时间和空间彼此独立、互不关联，且不受物质或运动的影响时间和空间彼此独立、互不关联，且不受物质或运动的影响 经典时空观的几个基本结论：经典时空观的几个基本结论： 同时的绝对性同时的绝对性 时间间隔的绝对性时间间隔的绝对性 空间距离的绝对性空间距离的绝对性3二、经典时空观与相对论时空观 相对论时空相对论

3、时空观观 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的. 不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都相同不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都相同.4二、经典时空观与相对论时空观只有高速运动时，以上效应才明显只有高速运动时，以上效应才明显5(1)时间延缓效应6(1)时间延缓效应分析：分析：在此过程中，车上的钟走过的时间为在此过程中，车上的钟走过的时间为 ，称，称固有时固有时.静止在地面上的观察者看来，由于列车在高静止在地面上的观察者看来，由于列车在高速行驶测得该过程经历的时间为速行驶测得该过程经历的时间为tt设车厢高度为设车厢高度为h，列车行驶速度为

4、，列车行驶速度为v,则则22224htchtcv221ttvc7A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和vC朝同一方向飞行， vBvC，地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？哪个走得最快？8(2)长度收缩效应 设一个一维物体，相对于它静止的观测者测其长设一个一维物体，相对于它静止的观测者测其长度为度为(静止长度或固有长度静止长度或固有长度)，该物体相对另一，该物体相对另一惯性系沿自身长度方向以匀速惯性系沿自身长度方向以匀速运动，则在此惯运动，则在此惯性系中的观察者测该物体的长度为：性系中的观察者测该物体的长度为：221vllc9(3)质速关系 当物体在

5、所处的惯性系静止时，它具有最小的质量当物体在所处的惯性系静止时，它具有最小的质量m0,这这个质量叫静止质量个质量叫静止质量.若物体以速度若物体以速度相对某惯性系运动时，相对某惯性系运动时，在这个惯性系观测它的质量为在这个惯性系观测它的质量为：2021vmmc表明：表明：10(3)质速关系 高速运动的物体其质量测得值会非常大，并随着高速运动的物体其质量测得值会非常大，并随着速度趋于光速速度趋于光速c而无限增大而无限增大. 但事实告诉我们，但事实告诉我们，一个真实的物体质量一个真实的物体质量是确定值、有限大是确定值、有限大结结论论： 一个真实的、静止质量不为零的物体，一个真实的、静止质量不为零的物

6、体，相对任何惯性的运动速度都不可能达到或超过光相对任何惯性的运动速度都不可能达到或超过光速速c.11(4)质能关系 按照相对论及基本力学定律可推导出质量和能按照相对论及基本力学定律可推导出质量和能量具有如下关系：量具有如下关系：2Emc2Emc-著名的质能质能关系式说明：说明：（1）质量和能量是物质不可分离的属性；）质量和能量是物质不可分离的属性；（2）能量变化量和质量变化量关系式为：）能量变化量和质量变化量关系式为：（3）任何静质量不为零的物体都贮存着巨大的能量：）任何静质量不为零的物体都贮存着巨大的能量：200Em c12三、课堂小结 通过本节课的学习，大家初步了解了经典时空通过本节课的学习，大家初步了解了经典时空观和相对论时空观，知道了相对论对人类认识观和相对论时空观，知道了相对论对人类认识世界的影响，也知道了爱因斯坦等物理学家们世界的影响，也知道了爱因斯坦等物理学家们的超凡智慧的超凡智慧.其实人类对世界的认识还远未结