高中魯科版 (2019)第1節(jié) 初識相對論教學ppt課件-課件下載-教習網(wǎng)

課后素養(yǎng)落實(十四)　初識相對論　相對論中的神奇時空探索宇宙的奧秘(建議用時：40分鐘)考點一　相對論的基本原理1．經(jīng)過不斷的努力，科學家終于探測到引力波的存在。引力波是實驗驗證愛因斯坦相對論的最后一塊缺失的“拼圖”，相對論在一定范圍內彌補了經(jīng)典力學的局限性。關于經(jīng)典力學，下列說法正確的是(　　)A．經(jīng)典力學完全適用于宏觀低速運動B．經(jīng)典力學取得了巨大成就，是普遍適用的C．隨著物理學的發(fā)展，經(jīng)典力學將逐漸成為過時的理論D．隨著相對論、量子論的提出，經(jīng)典力學已經(jīng)失去了它的應用價值A　[經(jīng)典力學適用于宏觀低速運動的物體，宏觀物體是相對于微觀粒子而言的，故A正確；經(jīng)典力學取得了巨大的成就，但它也具有一定的局限性，并不是普遍適用的，故B錯誤；在微觀高速情況下，要用量子力學和相對論來解釋，但是并不會因為相對論和量子力學的出現(xiàn)，就否定了經(jīng)典力學，經(jīng)典力學不會過時也不會失去價值，故C、D錯誤。]2．(多選)下列說法中，正確的是(　　)A．在以c的速度豎直向上升空的火箭上向前發(fā)出的光，相對于地面的速度一定大于cB．在以c的速度豎直向上升空的火箭上向后發(fā)出的光，相對于地面的速度一定小于cC．在以c的速度豎直向上升空的火箭上沿水平方向發(fā)出的光，相對于地面的速度為cD．在以c的速度豎直向上升空的火箭上向任意方向發(fā)出的光，相對于地面的速度都為cCD　[根據(jù)狹義相對論的基本假設——光速不變原理可知：豎直向上升空的火箭上發(fā)出的光相對于火箭的速度為c，相對于地面的速度也為c，故選項C、D正確，選項A、B錯誤。]考點二　狹義相對論的兩個效應3．A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面上的某處，vA＞vB。在火箭A上的人觀察到的結果正確的是(　　)A．火箭A上的時鐘走得最快B．地面上的時鐘走得最快C．火箭B上的時鐘走得最快D．火箭B上的時鐘走得最慢A　[在火箭A看來，地面和火箭B都高速遠離自己，由t＝知，在火箭A上的人觀察到的結果是地面和火箭B的時鐘都變慢了，且vA＞vB，故地面的時鐘最慢，故A正確，B、C、D錯誤。]4．假設地面上有一列火車以接近光速的速度運行，其內站立著一個中等身材的人，站在路旁的人觀察車里的人，觀察的結果是(　　)A．這個人是一個矮胖子B．這個人是一個瘦高個子C．這個人矮但不胖D．這個人瘦但不高D　[由公式l＝l0可知，在運動方向上，人的寬度要減小，在垂直于運動方向上，人的高度不變，故D正確。]5．某星際飛船正在遙遠的外太空飛行，假如它的速度可以達到0.7c，在地球上觀測到其經(jīng)過8.76×104 h的時間到達某星球，則在飛船上的人看來，其到達此星球需要的時間是(　　)A．8.76×104 h B．6.26×104 hC．12.27×104 h D．16.52×104 hB　[由時間延緩效應公式可得τ0＝τ＝8.76×104× h≈6.26×104 h，故B正確。]考點三　質能關系和質速關系6．關于愛因斯坦質能方程，下列說法中正確的是(　　)A．E＝mc2中的E是物體以光速c運動的動能B．E＝mc2是物體的核能C．E＝mc2是物體各種形式能的總和D．由ΔE＝Δmc2知，在核反應中，虧損的質量Δm與放出的能量ΔE存在一定關系D　[愛因斯坦的質能方程E＝mc2，只是說明物體具有的能量與它的質量之間存在著簡單的正比關系。物體的能量增大了，質量也增大；能量減小了，質量也減小。故D正確，A、B、C錯誤。]7．在粒子對撞機中，有一個電子經(jīng)過高壓加速，速度達到光速的0.8，此時質量m與原質量m0的關系為(　　)A．m＝m0 B．m＝0.5m0C．m＝1.155m0 D．m＝D　[由于電子的速度接近光速，所以質量變化明顯，根據(jù)愛因斯坦狹義相對論中運動質量與靜止質量的關系，m＝得m＝＝，故D正確。]考點四　探索宇宙奧秘8．(多選)2017年6月16日，來自中國的“墨子號”量子衛(wèi)星從太空發(fā)出兩道紅色的光，射向青海德令哈站與千公里外的云南麗江高美古站，首次實現(xiàn)人類歷史上第一次距離達“千公里級”的量子密鑰分發(fā)。下列說法正確的是(　　)A．牛頓力學適用于描述“墨子號”繞地球運動的規(guī)律B．牛頓力學適用于描述光子的運動規(guī)律C．量子力學可以描述“墨子號”發(fā)出的“兩道紅光”的運動規(guī)律D．量子力學的發(fā)現(xiàn)說明牛頓力學已失去了實用價值AC　[牛頓力學可以用來描述物體的宏觀低速運動，故牛頓力學適用于描述“墨子號”繞地球運動的規(guī)律，故A正確；對于運動速度接近光速的物體的運動，不適合用牛頓力學來描述，故B錯誤；量子力學可以描述“墨子號”發(fā)出的“兩道紅光”的運動規(guī)律，因為紅光運動速度為光速，所以需考慮相對論效應，使用量子力學描述，故C正確；量子力學和牛頓力學適用范圍不同，量子力學適用于高速運動，在宏觀低速運動中，牛頓力學仍然適用，不能說牛頓力學已經(jīng)失去了實用價值，故D錯誤。]9．一個原來靜止的電子，經(jīng)電壓加速后，獲得的速度為v＝6×106 m/s。問電子的質量增大了還是減小了？改變了百分之幾？[解析]　根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論m＝得出運動后的質量增大了。m＝＝≈1.000 2m0。所以改變的百分比為：×100%＝0.02%。[答案]　增大　0.02%10．如圖所示，質量與身高均相同的甲、乙兩人分別乘坐速度為0.6c和0.8c(c為光速)的飛船在太空中同向運動。則下列說法中正確的是(　　)甲　　　　　乙A．乙觀察到甲身高變高B．甲觀察到乙身高變矮C．若甲向乙揮手，則乙觀察到甲動作變快D．若甲向乙發(fā)出一束光進行聯(lián)絡，則乙觀察到該光束的傳播速度為cD　[因為人是垂直于速度方向站立的，身高方向上沒有尺縮效應，即甲、乙觀察到對方的身高不變，故A、B錯誤；根據(jù)相對論的時間延緩效應，可知乙觀察到甲動作變慢，故C錯誤；根據(jù)愛因斯坦光速不變原理，乙觀察到該光束的傳播速度仍為c，故D正確。]11.(多選)假如你站在一條長木桿的中央附近，如圖所示，并且看到木桿落在地上時是兩頭同時著地，所以，你認為這木桿是平著落到了地上。而此時飛飛同學正以接近光速的速度從木桿前面掠過，她看到B端比A端先落到地，因而她認為木桿是向右傾斜著落的。她的看法是(　　)A．對的B．錯的C．她應感覺到木桿在朝她運動D．她應感覺到木桿在遠離她運動AC　[當飛飛同學掠過木桿時，在她看來，木桿不僅在下落，而且還在朝她運動，正好像星體朝你的飛船運動一樣。因此，在你看來同時發(fā)生的兩件事，在飛飛同學看來首先在B端發(fā)生。綜上所述可知A、C正確，B、D錯誤。]12．帶電π介子靜止時的平均壽命是2.6×10－8s，某加速器射出的帶電π介子的速率是2.4×108m/s。試求：(1)在實驗室中測得這種粒子的平均壽命；(2)上述π介子衰變前在實驗室中通過的平均距離。[解析]　(1)由τ＝得，π介子的平均壽命是τ＝ s＝4.33×10－8 s。(2)π介子衰變前在實驗室中通過的平均距離s＝τ·v＝4.33×10－8 s×2.4×108 m/s＝10.4 m。[答案]　(1)4.33×10－8 s　(2)10.4 m13．人馬星座α星是離太陽系最近的恒星，它距地球4.3×1016 m。設有一宇宙飛船自地球往返于人馬星座α星之間。若宇宙飛船的速度為0.999c，按地球上的時鐘計算飛船往返一次需多少時間？如以飛船上的時鐘計算，往返一次的時間又為多少？[解析]　以地球上的時鐘計算：τ＝＝ s≈2.87×108 s＝9年；若以飛船上的時鐘計算：因為τ＝，所以得τ0＝τ＝2.87×108× s≈1.28×107 s＝0.4年。[答案]　9年　0.4年

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