2021学年高中物理第5章新时空观的确立5.3奇特的相对论效应学案沪科版选修3-4.pdf

5.3 奇特的相对论效应 [ 学习目标 ]1. 了解运动时钟延缓效应和运动长度收缩效应 .2. 知道爱因斯坦质量公式和质能 关系 .3. 了解经典时空观与相对论时空观的重要区别，体会相对论的建立对人类认识世界的 影响． 1．运动时钟延缓 事件发生在运动惯性系中，地球上测量的时间间隔 Δt ，在以速度 v 相对于地球飞行的飞船 Δt ′ 上测量的时间间隔为 Δt ′，两者的关系为 Δt ＝ 2 ，这种效应叫做时钟延缓，也叫 v 1－ 2 c 做“动钟变慢” ． 2．运动长度收缩 在一以速度 v 相对于地球飞行的飞船上， 有一根沿运动方向放置且静止的棒， 在地球上测量 2 v 它的长度为 l ，在飞船上测量的长度为 l ′，两者的关系为 l ＝l ′ 1－ 2. 在静止惯性参 c 考系中测得的长度总是比运动惯性系中的要短一些，这种效应叫做运动长度收缩或尺缩效 应，也叫做“动尺缩短” ． 尺缩效应只发生在运动的方向上． 3．爱因斯坦质量公式 0 m 物体静止时的质量为 m0 ，运动时的质量为 m，两者之间的关系为 m＝ 2 . v 1－ 2 c 4 ．质能关系 (1) 任何质量的物体都对应着一定的能量： ＝ 2 . E mc 2 (2) 如果质量发生了变化，其能量也相应发生变化：Δ E＝Δ mc. 5．时空观的深刻变革 牛顿物理学的绝对时空观： 物理学的空间与时间是绝对分离、 没有联系的， 脱离物质而单独 存在，与物质的运动无关． 而相对论认为：有物质才有时间和空间，空间和时间与物体的运动状态有关． 人类对于空间、 时间更进一步地认识而形成的新的时空观， 是建立在新的实验事实和相关结 论与传统观念不一致的矛盾基础上，是不断发展、不断完善起来的 . 1 一、运动时钟延缓 [ 导学探究 ] 一列火车沿平直轨道飞快匀速行驶， 某人在这列火车上拍了两下桌