第5章第1節(jié)　初識相對論　第2節(jié)　相對論中的神奇時空第3節(jié)　探索宇宙的奧秘1.了解相對性原理和光速不變原理。(物理觀念)2.初步了解相對論時空觀的內(nèi)涵。(物理觀念)3.能運用與相對論相關(guān)的初步知識解釋高速世界的一些特點。(科學(xué)思維)4.了解宇宙的起源與演化。(物理觀念)基礎(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引 學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)一、初識相對論1.牛頓力學(xué)的局限性1887年的邁克耳孫—莫雷實驗等表明:在不同的參考系中,光的傳播速度都　　　　。這與牛頓力學(xué)的結(jié)論是矛盾的。?2.相對論的兩個基本假設(shè)愛因斯坦徹底放棄絕對時間的概念,提出兩個基本假設(shè):(1)相對性原理:所有物理規(guī)律在一切慣性參考系中都具有　　　　的形式。?(2)光速不變原理:在一切慣性參考系中,測量到的真空中的光速c　　 　(c=3×108 m/s)。?一樣 相同都一樣二、相對論中的神奇時空1.時間延緩效應(yīng)如果相對于地面以v運動的慣性參考系上的人觀察到與其一起運動的物體完成某個動作的時間間隔為τ0,地面上的人觀察到該物體在同一地點完成這個動作的時間間隔為τ,則τ=　　　　　　,由于　　　　　,所以總有τ>τ0,此種情況稱為時間延緩效應(yīng)。?2.長度收縮效應(yīng)如果與桿相對靜止的人測得桿長是l0,沿著桿的方向,以v相對桿運動的人測得桿長是l,則l=　　 　　　,由于　　　　　,所以總有l(wèi)　　l0,此種情況稱為長度收縮效應(yīng)。?τ0。理解:①對同一物理過程經(jīng)歷的時間,在不同的慣性系中觀測,測得的結(jié)果不同,時間延緩效應(yīng)是一種觀測效應(yīng),不是被測過程的節(jié)奏變化了。②慣性系速度越大,地面上的人觀測到的時間越長。③由于運動是相對的,故在某一參考系中觀測另一參考系中發(fā)生的物理事件,總會感到時間延緩效應(yīng)。即慣性系中的人觀測地面上發(fā)生的事件的時間也延緩。(2)長度收縮效應(yīng):如果與桿相對靜止的人測得桿長是l0,沿著桿的方向,以v相對桿運動的人測得桿長是l,有 ,總有l(wèi)0時,物體的質(zhì)量m>m0,即物體的質(zhì)量改變了,故這種情況下,經(jīng)典力學(xué)不再適用C.當(dāng)物體以較小速度運動時,質(zhì)量變化十分微弱,經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用,只有當(dāng)物體以接近光速運動時,質(zhì)量變化才明顯,故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運動,而不適用于高速運動D.通常由于物體的運動速度太小,質(zhì)量的變化引不起我們的感覺,故在分析地球上物體的運動時,不必考慮質(zhì)量的變化ACD 解析 公式中m0是靜止質(zhì)量,m是物體以速度v運動時的質(zhì)量,選項A正確;由公式知,只有當(dāng)v的大小與光速具有可比性時,物體的質(zhì)量變化才明顯,一般情況下物體的質(zhì)量變化十分微小,故經(jīng)典力學(xué)仍然適用,選項B錯誤,選項C、D正確。探究三　探索宇宙的奧秘1929年,美國天文學(xué)家哈勃在研究星系的光譜后提出了哈勃定律。認(rèn)定所有的星系都在彼此遠(yuǎn)離,宇宙處于普遍膨脹之中。遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的光線在地球上會發(fā)生什么現(xiàn)象?要點提示 會發(fā)生彎曲。 光線在引力場中彎曲:根據(jù)廣義相對論,物質(zhì)的引力會使光線彎曲,引力場越強,彎曲越厲害。通常物體的引力場都太弱,但太陽引力場卻能引起光線比較明顯的彎曲。典例3　(多選)下面說法符合廣義相對論的是( 　　)A.物質(zhì)的引力使光線彎曲B.光線沿直線傳播,與引力場無關(guān)C.強引力場附近的光線彎曲一定是光發(fā)生了折射現(xiàn)象D.恒星發(fā)出的光在太陽引力場作用下會發(fā)生彎曲解析 觀測結(jié)果證實了引力使光線彎曲的結(jié)論,選項A正確,B錯誤;引力場吸引力使光線彎曲,選項C錯誤;恒星發(fā)出的光在太陽引力場作用下會發(fā)生彎曲,選項D正確。AD學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)12341.如圖所示,強強乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯,壯壯的飛行速度為0.5c。強強向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò),則壯壯觀測到該光速的傳播速度大小為(　　)A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.1.0cD 解析 根據(jù)光速不變原理,在任何參照系中測量的光速大小都是c,D正確。12342.關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和相對論,下列說法正確的是(　　)A.經(jīng)典力學(xué)和相對論是各自獨立的學(xué)說,互不相容B.相對論是在否定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上建立起來的C.相對論和經(jīng)典力學(xué)是兩種不同的學(xué)說,二者沒有聯(lián)系D.經(jīng)典力學(xué)包含在相對論之中,經(jīng)典力學(xué)是相對論的特例D 解析 相對論的建立并沒有否定經(jīng)典力學(xué),而是認(rèn)為經(jīng)典力學(xué)是相對論在一定條件下的特殊情形,選項A、B、C錯誤,D正確。12343.(多選)下列說法正確的是(　 　)A.由時間延緩效應(yīng)可知,固有時間最短B.由長度收縮效應(yīng)可知,靜止長度最長C.由質(zhì)速關(guān)系可知,靜止質(zhì)量最大D.物體質(zhì)量減少時會釋放出一定的能量ABD解析 由狹義相對論的時間延緩效應(yīng)可知固有時間最短,選項A正確;由長度收縮效應(yīng)可知靜止長度最長,選項B正確;由質(zhì)速關(guān)系可知靜止質(zhì)量最小,選項C錯誤;由質(zhì)能關(guān)系可知,選項D正確。12344.如果真空中的光速為c=3×108 m/s,當(dāng)一個物體的運動速度為v1=2.4×108 m/s時,質(zhì)量為3 kg,當(dāng)它的速度為v2=1.8×108 m/s時,質(zhì)量為多少?答案 2.25 kg

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