23【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件 选修3-4 第五章 新时空观的确立 章末

上一页返回首页下一页巩固层提升层拓展层章末综合测评章末分层突破上一页返回首页下一页上一页返回首页下一页上一页返回首页下一页[自我校对]①狭义相对性②光速不变③l1－vc2④Δt′1－vc2⑤m01－vc2上一页返回首页下一页⑥mc2上一页返回首页下一页狭义相对论1.狭义相对论的基本原理(1)狭义相对性原理：物理规律(力学、电磁学、光学等)对于所有惯性系都具有相同的形式.(2)光速不变原理：在任何惯性系中，光在真空中的速度恒为c，与光源的运动和观测者的运动无关.上一页返回首页下一页2.时间的相对性运动的时钟变慢：Δt＝Δt′1－v2c2.3.长度的相对性一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小.公式为l＝l01－v2c2.上一页返回首页下一页如图5­1所示，列车以速度v匀速运动，在车厢里的人量得车厢高为d，一相对于车厢静止放在地板上的尺子的长度为L0.请思考：图5­1(1)地面上的人量得的车厢高度为多少？(2)地面上的人测得的尺子的长度为多少？上一页返回首页下一页【解析】(1)在垂直于运动方向上长度不变，所以在竖直方向上车厢高度不变，所以地面上的人量得车厢高度为d.(2)由长度的相对性，尺子的长度为：L＝L01－v2c2.【答案】(1)d(2)L01－v2c2上一页返回首页下一页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.上一页返回首页下一页广义相对论1.广义相对论的基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系(包括非惯性系)中物理规律都是相同的.(2)等效原理：匀加速参考系中的惯性力场与均匀引力场不可区分.2.广义相对论的时空结构——弯曲时空(1)引力场中，时钟变慢.(2)在与引力垂直的方向上，空间间隔变短，发生了弯曲.上一页返回首页下一页下列说法中正确的是()A.光线在引力场中仍沿直线传播B.强引力场作用可使光谱线向红端偏移C.引力场越强的位置，时间进程越慢D.引力场越强的位置，时间进程越快E.由于物质的存在，实际的空间是弯曲的上一页返回首页下一页【解析】根据广义相对论的结论，由于太阳引力场的影响，使得光线发生弯曲，A错误.强引力场作用使光的波长变长、频率变低，所以光谱线向红端偏移，B正确.引力场越强的位置，时间进程越慢，所以C正确、D错误.物质的引力使得空间变形，发生弯曲，所以E正确.【答案】BCE上一页返回首页下一页1.(2016·江苏高考改编)一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是________.A.飞船上的观测者测得该飞船的长度等于30mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于cE.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度等于c上一页返回首页下一页【解析】飞船上的观测者相对飞船静止，测得飞船的长度为飞船静止时的长度l0＝30m，选项A正确；地球上的观测者与飞船有相对运动，测得飞船的长度l＝l01－0.6cc2＜l0，故应小于30m，选项B正确；狭义相对论的一个基本假设是光速不变原理，即飞船上和地球上的观测者测得的光信号速度都等于c，选项C、D错误，E正确.【答案】ABE上一页返回首页下一页2.(2013·江苏高考)如图2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________.图2上一页返回首页下一页【解析】根据长度的相对性得L＝L01－vc2所以A测得两飞船间的距离L0＝L1－vc2＞L根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速c.【答案】大于c(或光速)上一页返回首页下一页3.(2016·苏州一中检测)假如一对孪生兄弟A和B，其中B乘坐速度为v＝0.9c的火箭飞往大角星，而后又飞回地球.根据A在地球上的观测，大角星离地球有40光年远，这次B往返飞行经历时间为80.8年.如果B在离开地球时，他们的年龄都为20岁，则当B回到地球时，A的年龄为________岁，B的年龄为________岁.上一页返回首页下一页【解析】设B在火箭惯性系中经历的时间为t′，根据时间延缓效应得：t＝t′1－v2c2，即80.8＝t′1－0.92，解得t′＝35.2年.所以B回到地球时的年龄为20＋35.2＝55.2(岁).A的年龄为100.8岁.【答案】100.855.2上一页返回首页下一页章末综合测评（五）点击图标进入…