2015-2016高中物理 第15章 相对论简介章末小结课件 新人教版选修3-4

物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·选修3-4牛顿运动定律第十五章章末小结第十五章规律方法2触及高考3考题探析4临场练兵5知识结构1知识结构规律方法狭义相对论问题的求解技巧1．解决“同时”的相对性问题，可从三个方面入手：(1)令观察者静止，判断被观察者因相对运动而引起的位置变化。(2)结合光速不变原理，分析光传播到两个事件所用的时间。(3)光先传播到的事件先发生，光后传播到的事件后发生。2．解决长度的相对性问题，应当注意(1)“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，这种长度收缩并非幻觉，并非看上去短了，它的确变短了，它与物体的具体组成和结构无关，当物体运动的速度越接近光速，这种收缩效应就变得越显著。(2)在具体计算中要明确，长度收缩指的是只在物体运动方向上的长度收缩，在垂直于运动方向上的长度没有变化。3．解决时间间隔的相对性应注意(1)“动钟变慢”是两个不同惯性系进行时间比较的一种效应，不要认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化。(2)运动时钟变慢完全是相对的，在它们上面的观察者都将发现对方的钟变慢了。(1)一列火车以速度v匀速行驶，车头、车尾各有一盏灯，某时刻路基上的人看见两灯同时亮了，那么车厢中的人看见的情况是什么呢？(2)一张宣传画是边长为5m的正方形，一高速列车以2×108m/s的速度接近此宣传画，在司机看来，这张宣传画是什么样子？(3)远方的一颗星以0.8c的速度离开地球，在地球上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为多大？解析：(1)由同时的相对性可知车头的灯先亮。(2)l＝l01－vc2＝5×1－2×1083×1082m≈3.7m，在垂直运动方向没有相对性，所以看到的是一张3.7×5m2的宣传画。(3)因为Δt＝Δτ1－vc2，所以Δτ＝Δt·1－vc2，Δt＝5昼夜，v＝0.8c，所以Δτ＝5×1－0.82＝3(昼夜)答案：(1)车头的灯先亮(2)3.7×5m2的画(3)3昼夜触及高考相对论部分在新课标地区为选考内容，但作为选修3－4中的一章，有出题的可能性。题型以选择题为主，分值较小，难度也不大。考题探析(2014·四川理综，2)电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是()A．电磁波不能产生衍射现象B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同解析：电磁波是一种波，波能发生干涉、衍射现象，A错误。遥控器通过发出的红外线来遥控电视，而非紫外线，B错误。地面监测站发出电磁波，由于多普勒效应，地面监测站接收到的反射波的频率也会发生相应的变化，根据这种变化可以确定遥远天体相对于地球的速度，C正确。光在真空中的传播速度是一个定值，与惯性参照系的选取无关，D错误。答案：C临场练兵1．(2010·北京理综)属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中()A．真空中光速不变B．时间间隔具有相对性C．物体的质量不变D．物体的能量与质量成正比答案：A解析：狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等，所以只有A项正确。2．(2011·江苏物理)如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是()A．同时被照亮B．A先被照亮C．C先被照亮D．无法判断答案：C解析：列车上的观察者看到的是由B发出后经过A和C反射的光，由于列车在这段时间内向C运动，而远离A，所以C的反射光先到达列车上的观察者，看到C先被照亮，故只有C正确。3．(海南物理)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍。则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动的速度是光速的________倍。答案：(1)k(2)k2－1k解析：(1)依据爱因斯坦的质能方程E＝mc2，宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍；再由相对论质量公式m＝m01－vc2得vc＝k2－1k4．(2014·全国重点大学自主招生“北约”卷，3)有两个惯性参考系1和2，彼此相对做匀速直线运动，下列叙述正确的是()A．在参考系1看来，2中的所有物理过程都变快了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变慢了B．在参考系1看来，2中的所有物理过程都变快了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变快了C．在参考系1看来，2中的所有物理过程都变慢了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变快了D．在参考系1看来，2中的所有物理过程都变慢了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变慢了答案：D解析：时间延缓效应与相对运动的方向无关，在相对某参考系运动的参考系看来，原参考系中的时间变长了，运动就变慢了。5．(2013·江苏物理，12B)如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离________(选填“大于”、“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为________。答案：大于光速解析：根据相对论原理，当物体运动速度接近光速时，空间距离会变短，A与B是相对静止的，但相对于地球却以接近光速的速度在飞行，故在地面上测得的距离会比较短，而在飞船上测得的距离会比较长。根据相对论的光速不变原理，A测得信号的速度为光速。