成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·选修3-4第十五章相对论简介成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4相对论简介第十五章第十五章相对论简介成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4章末小结第十五章第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4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第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4知识结构第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4规律方法第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4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。第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-42.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。第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-43.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。第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4(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?第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4解析:(1)由同时的相对性可知车头的灯先亮。(2)l=l01-vc2=5×1-2×1083×1082m≈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。第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4(3)因为Δt=Δτ1-vc2,所以Δτ=Δt·1-vc2,Δt=5昼夜,v=0.8c,所以Δτ=5×1-0.82=3(昼夜)答案:(1)车头的灯先亮(2)3.7×5m2的画(3)3昼夜第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4触及高考第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4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。第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4考题探析第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4(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________。第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4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。答案:大于光速第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4临场练兵第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-41.(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。点评:本题考查了对狭义相对论基本假设的理解,属容易题。第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-42.(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.无法判断第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4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。第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-43.(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=k2-1k第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-44.(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第十五章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·选修3-4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。