人教版 (2019)5 相对论时空观与牛顿力学的局限性教案配套ppt课件

这是一份人教版 (2019)5 相对论时空观与牛顿力学的局限性教案配套ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了2相对论质量，质速关系曲线，3质能方程，这就是著名的质能方程，氘核静止质量，其中u为原子质量单位等内容，欢迎下载使用。

狭义相对论的其他三个结论
狭义相对论的三个重要结论…
(1)相对论的速度叠加  由于时间和空间的相对性,对于物体的速度,在某一惯性系S’内观测,要用S’系的时间和空间坐标表示；在另一惯性系S内观测,要用S系的时间和空间坐标表示.这样,速度叠加公式就不再是绝对时空的速度叠加公式了.假如 S’和S两系的坐标轴相平行,S’以速度ν沿x轴而运动,一质点以u’相对S’沿x’轴而运动,则相对S,其速度u为这是相对论的速度叠加公式.如果u’＜c,则u＜c；如果u’＝c(光速),则u＝c．与相对论的时空概念相协调.
车外的人看到车上人相对地面的速度为：
例1 地球上一观察者,看见一飞船A以速度2.5×l03 m／s从他身边飞过,另一飞船B以速度2.0×l08m／s 跟随A飞行.求： （1）A上的乘客看到B的相对速度； （2）B上的乘客看到A的相对速度.
解：(1)设地球为K系,飞船A为K′系.由已知条件可知K′系相对K系是速度为
飞船B 在K系中的速度为
飞船B 在K′系中的速度为
(2) 设地球为K系,飞船B为K′系.由已知条件可知K′系相对K系是速度为
飞船A 在K系中的速度为
飞船A在K′系中的速度为
练习1 一原子核以0.5c 的速度离开一观察者而运动.原子核在它运动方向上向前发射一电子,该电子相对于核有0.8c 的速度；此原子核又向后发射了一光子指向观察者.对静止观察者来讲, （1）电子具有多大的速度； （2）光子具有多大的速度.
解：设观测者为K系,原子核为K′系.
电子在K′系中的速度为：
K′系相对K系是速度为：
电子在K 系中的速度为：
根据光速不便原理,光子的速度为 c .
(2).质量和速率的关系  在经典物理的概念里,一个物体的质量为一常量,与物体的运动状态无关.但是在相对论理论里,质量和运动的速度有关.物体的静止质量m0是一常量,相对任何惯性系均为m0,而物体以速度ν运动时,它的(运动)质量m为质量随速率增加而变大,实验完全证实了这个公式.从质量和速度的关系式可以看出,当物体速度趋近于光速时,质量将趋向无限大.这是不可能的.一切物体的速度都永远小于真空中的光速.
物体的运动速度不能无限增加,那么物体的质量是否随着速度而变化？
严格的论证表明,物体高速（与光速相比）运动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关系：
m为运动质量m0为静止质量
微观粒子的速度很高,它的质量明显的大于静止质量．在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响．
1988年,中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功
例2 如一观察者测出电子质量为2m.,问电子速度为多少？（m.为电子的静止质量）
练2 某人测得一静止棒长为人质量为m,于是求得此棒线密度为ρ=m/l .假定此棒以速度 v 在棒长方向上运动,此人再测棒的线密度应为多少,若棒在垂直长度方向上运动,它的线密度又为多少？
物体的能量和质量之间存在着某种联系：
物体的能量和质量之间存在密切的联系,他们的关系是：
质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系.
在v ＜ ＜ c时的一种近似,这就是动能表达式．
例3 设电子的速度为 (1)1.0×106 m/s;(2) 2.0×108m/s,试计算电子的动能各是多少？如用经典力学公式计算电子动能又各为多少？
解： (1)按《相对论》计算
当电子的速度为v1=1.0×106 m/s时的动能
当电子的速度为v2=1.0×108 m/s时的动能
(2)按《经典力学》计算
例4 两个氖核组成质量数为4、原子量为4.0015u 的氦核.试计算氦核放出的结合能.
练3 太阳由于向四面空间辐射能量,每秒损失了质量 4×109kg.求太阳的辐射功率.
练4 一个电子从静止开始加速到0.1c 的速度,需要对它作多少功？速度从0.9 c 加速到0.99 c 又要作多少功？