1、第1节 高速世界,一、两个基本原理和两个效应阅读教材第110114页的内容，了解高速世界的“两个基本原理”和“两个效应”。 1.两个基本原理(1)相对性原理：所有物理规律在一切_中都具有_的形式。(2)光速不变原理：在一切_中，测量到的真空中的_都一样(c3108 m/s)。,惯性参照系,相同,惯性参照系,光速c,2.两个效应,(1)时间延缓效应 在相对论时空观中，_的时钟比_的时钟走得慢。关系式：t_，t为运动时间，t为静止时间。 (2)长度收缩效应 在相对于物体运动着的惯性系中沿运动方向测出的物体长度，比在相对静止的惯性系中测出的长度_。关系式：l_。,高速运动,静止,短,思维拓展我们平时
2、为何观察不到长度收缩效应呢？,二、质速关系 质能关系 时空弯曲阅读教材第114118页的内容，了解质速关系、质能关系和时空弯曲，能应用相对论知识解释简单的现象。,1.质速关系当物体在所处的惯性参考系静止时，质量m0最小，称为_。当物体相对于某惯性系以速度v运动时，在此惯性系内观测它的质量m_，物体的质量随_的增大而_ 。在低速运动中，质量的变化可以_。 2.质能关系按照相对论及基本力学定律可得质量和能量的关系为E_，称为质能关系式。物质的质量减少或增加时，必然伴随着_的减少或增加，其关系为E _。,静止质量,速度,增大,忽略不计,mc2,能量,mc2,3.时空弯曲,爱因斯坦的理想实验： (1)
3、科学预言：_能使光线弯曲， _也能使光线弯曲。在宇宙中，物质_大、 _高的区域时空弯曲大；物质_的地方，时空弯曲小。 (2)实验验证：恒星的光线在太阳附近弯曲的数值,与广义相对论的理论预言相当吻合。 (3)进一步推理：光线在引力场中的弯曲可等效为空间本身被引力弯曲。引力不但影响_ ，而且影响_即时空弯曲。惯性系内观测它的质量m _ ，物体的质量随_的增大而_。在低速运动中，质量的变化可以_ 。,加速运动,引力,质量,密度,稀少,空间,时间,速度,增大,忽略不计,思考判断(1)物体所含物质的多少会随速度的变化而变化。( )(2)爱因斯坦质能关系式Emc2表明物体具有的能量与其质量成正比。( )(
4、3)时空弯曲是在引力场或惯性系中产生的。( )答案 (1) (2) (3),对“两个基本原理”和“两个效应”的理解,要点归纳 1.两个基本原理(1)相对性原理：物理学定律与惯性系的选择无关。(2)光速不变原理：不管光源与观察者的相对运动如何，在任一惯性系中的观察者所观测到的真空中的光速都是相等的。,2.两个效应,精典示例 例1 (多选)一列很长的火车在沿平直车道飞快地匀速行驶，车厢中央有一个光源发出了一个闪光，闪光照到车厢的前壁和后壁。对这两个事件说法正确的是( )A.车上的观察者认为两个事件是同时的B.车上的观察者认为光先到达后壁C.地面上的观察者认为两个事件是同时的D.地面上的观察者认为光
5、到达前壁的时刻晚些,解析 因为车厢是个惯性系，光向前、后传播的速度相同，光源又在车厢的中央，闪光当然会同时到达前、后两壁，A对。地面上的观察者认为地面是一个惯性系，闪光向前、后传播的速度相对地面也是相同的，但闪光飞向两壁的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程长些，到达前壁的时间也就晚些，故D也对。 答案 AD,理解相对论效应的两点注意 (1)时间延缓效应是一种观测效应，不是时钟走快了或走慢了，也不是被观测过程的节奏变化了。 (2)长度收缩效应也是一种观测效应，不是物体本身发生了收缩。另外，在垂直于运动方向上不会发生收缩效应。,针对训练1 在一个飞船上测得船的长度为100 m，
6、高度为10 m，当飞船以0.60c的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船的高度和长度各为多少？,答案 10 m 80 m,对“相对论”中两个关系的理解,要点归纳 1.质速关系(1)经典物理学的观点经典力学认为物体的质量是物体的固有属性，由物体所含物质的多少决定，与物体所处的时空和运动状态无关。由牛顿第二定律Fma可知，只要物体的受力足够大、作用时间足够长，物体将能加速到光速或超过光速。,2.质能关系(1)经典物理学的观点在经典物理学中，质量和能量是两个独立的概念。(2)相对论的观点由相对论及基本力学定律可推出质量和能量的关系为Emc2或Emc2。根据爱因斯坦的质能关系，人们利用重核裂变反应前、
7、后质量亏损释放大量能量发电及制造原子弹。,精典示例 例2 如果真空中的光速为c3108 m/s，当一个物体的运动速度为v12.4108 m/s时，质量为3 kg，当它的速度为v21.8108 m/s时，质量为多少？思路探究(1)在高速运动问题中，物体的质量还是恒定不变的吗？(2)相对论中，物体的质量与速度的关系式：m_。,答案 2.25 kg,质量和能量的两点注意 (1)质量和能量是物质不可分离的属性。 (2)任何静止质量不为零的物体都贮存着巨大的能量。,针对训练2 太阳内部不停地发生着剧烈的热核反应，在不断地辐射能量。因而其质量也不断地减少。若太阳每秒钟辐射的总能量为41026 J，试计算太阳在1 s内失去的质量为_kg。,答案 4.4109,
