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2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动第五章第三节质能方程与相对论速度合成定理 Word版含解析三点剖析1.相对论速度变换公式，相对论质量公式 相对论速度变换公式：若车对地面的速度为v，车上的一高速粒子以速度u沿火车前进的方向相对火车运动，那么此粒子相对于地面的速度u为u=相对论质量：物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系为：m=2.质能方程 爱因斯坦的质能方程为E=mc2，或者写为E=mc23.物体的能量与动能 质能方程E=mc2真正的含义是指物体能量和质量之间的关系，因为有物体静止时的质量和运动时的质量，那么就会有静止时的能量E0，运动时的能量E，两者之差就是物体的动能，Ek=E-E0而Ek=12m0v2只是vc时的近似.各个击破【例1】在一列相对于地面的速度为v的高速行驶的火车上有一人以速度（相对车)u沿着火车前进方向相对火车运动，根据相对论速度叠加公式，回答下列两个问题.（1)人相对于地面的速度与人的速度和火车速度之和，哪个更大？（2)如果人和火车的速度足够大，人相对于地面的速度能否超光速？答案：（1)速度之和更大.（2)不会类题演练1光子火箭船相对地面以v1=0.9c沿+x方向飞行，光子炮弹相对于飞船以速度v2=0.9c向前射出，求从地面观测到的光子炮弹的速度.解析：以地面为S系，以火箭为S系，则v=v1=0.9c,ux=v2=0.9c，ux=0.994c答案：0.994c【例2】关于物体的质量，在牛顿力学中是_，在相对论力学中是_.答案：保持不变，随物体的速度增大而增大类题演练2电子的静止质量m0=9.1110-31 kg，加速后速率为0.94c，求电子的相对论质量.答案：2.6910-30 kg【例3】太阳的辐射能来自其内部的核聚变反应，太阳每秒向周围空间辐射出的能量约为51026 J，由于这个原因，太阳每秒减少多少质量？这个质量同太阳目前的质量21030 kg比值是多少？答案：5.6109 kg 比值为2.810-21类题演练3为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将xx年定为“国际物理年”.对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中不正确的是( )A.E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据E=mc2可以计算核反应中释放的核能C.一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D.E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能答案：D附送：2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动第五章第二节时空相对性 Word版含解析三点剖析1.长度的相对性，时间间隔的相对性 长度的相对性： 在相对论中，如果与杆相对静止的人认为杆的长度为L0时，则与杆相对运动的人认为杆长是L，那么两者之间的关系为：L=, 即长度缩短. 时间间隔的相对性： 运动的人认为两个事件时间间隔为t，地面观察者测得的时间间隔为t，两者之间关系为t=2.相对论的时空观，相对性与绝对性 相对论的时空观：相对论认为空间和时间之间是有联系的，与物质的运动状态有关.相对性与绝对性：时空量度是相对的，但客观事物的存在发生与发展的过程又是绝对的，不以观察者所处的参考系的不同而改变.各个击破【例1】一支静止时长30 m的火箭以3 km/s的速度从观察者的身边掠过，观察者测得火箭的长度应为多少？火箭上的人测得火箭的长度应为多少？如果火箭的速度为光速的二分之一呢？解析：火箭相对于火箭上的人是静止的，所以不管火箭的速度是多少，火箭上的人测得的火箭长与静止时相同，为l=30 m.如果火箭的速度为v=3103 m/s，地面观察者测得的火箭长l为l=30（1-5.010-11) m.如果火箭的速度为v=c2,地面观察者测得的火箭长l为l=26 m.【例2】A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和vC朝同一方向飞行，vBvC，地面上的观察者认为哪个时针走得最慢？哪个走得最快？图5-2-1解析：如图5-2-1，地面上的观察者认为C钟走最慢，因为它相对于观察者的速度最大.根据公式t=可知，相对于观察者的速度v越大，其上的时间进程越慢.地面钟v=0，它所记录的两事件的时间间隔最大，即地面钟走得最快.答案：A最快 C最慢【例3】一列火车以速度v相对地面运动，如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁（如图5-2-2)，那么按照火车上人的测量，闪光先到达前壁还是后壁？火车上的人怎样解释自己的测量结果？图5-2-2解析：火车上的人测得闪光先到达前壁.由于地面上的人测得闪光同时到达前后两壁，而在光向前后两壁传播的过程中，火车相对于地面向前运动一段距离，所以光源发光的位置一定离前壁较近，这个事实对于车上、车下的人都是一样的，在车上的人看来，既然发光点离前壁较近，各个方向的光速又是一样的，当然闪光先到达前壁.答案：光到达前壁
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