1、章末分层突破自我校对uvull0umEmc2 狭义相对论1.狭义相对论的基本原理(1)狭义相对性原理：物理规律(力学、电磁学、光学)等对于所有惯性系都具有相同的形式(2)光速不变原理：在任何惯性系中，光在真空中的速度恒为c，与光源的运动和观测者的运动无关2时间的相对性运动的时钟变慢：t .3长度的相对性一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小公式为ll0.如图61所示，列车以速度v匀速运动，在车厢里的人量得车厢高为d，一相对于车厢静止放在地板上的尺子的长度为L0.请思考：61(1)地面上的人量得的车厢高度为多少？(2)地面上的人测得的尺子的长度为多少？【解析】(1)在垂直于运动方向
2、上长度不变，所以在竖直方向上车厢高度不变，所以地面上的人量得车厢高度为d.(2)由长度的相对性，尺子的长度为：LL0.【答案】(1)d(2)L0解决长度的相对性问题，应当注意：1“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，这种长度收缩并非幻觉，并非看上去短了，它的确变短了，它与物体的具体组成和结构无关，当物体运动的速度越接近光速，这种收缩效应就变得越显著2在具体计算中要明确，长度收缩指的是只在物体运动方向上的长度收缩，在垂直于运动方向上的长度没有变化狭义相对论的其他结论1.相对论速度变换公式：u.2相对论质量：m .3质能方程：Emc2或Emc2.4物体运动的动能EkEE
3、0mc2m0c2m0c2.当vc时，Ekm0v2.设想有一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动，此粒子衰变时发射一个电子，电子的速率为0.80c，电子速度的方向与粒子运动的方向相同，试求电子相对实验室参考系的速度【解析】取实验室为S系，运动粒子为S系，则S系相对S系的速度v0.05c.题中所给的电子速率是电子相对衰变粒子的速率，故u0.80c.根据分析，由速度变换公式可得电子相对S系的速度为u0.82c.【答案】0.82c一电子(m09.11031 kg)以0.99c的速率运动求：(1)电子的总能量是多大？(2)电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多大？【解析】(1)根据相对论质量公
4、式：m kg6.451030 kg电子总能量为Emc26.451030(3108)2J5.81013J.(2)电子经典力学的动能为Ekm0v2电子相对论的动能为Ekmv2它们之比为： 0.14.【答案】(1)5.81013J(2)0.141.(2016江苏高考)一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是_A飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c【解析】飞船上的观测者相对飞船静止，测得飞船的
5、长度为飞船静止时的长度l030 m，选项A错误；地球上的观测者与飞船有相对运动，测得飞船的长度ll0l0，故应小于30 m，选项B正确；狭义相对论的一个基本假设是光速不变原理，即飞船上和地球上的观测者测得的光信号速度都等于c，选项C、D错误【答案】B2(2013江苏高考)如图62所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离_(选填“大于”“等于”或“小于”)L.当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为_图62【解析】根据长度的相对性得LL0所以A测得两飞船间的距离L0L.根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速
6、c.【答案】大于c3. (2011江苏高考改编)如图63所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A，B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A，C两铁塔被照亮的顺序是_先被照亮图63【解析】以列车为参考系，塔A，B，C向左高速运动，列车中的观测者认为光从BA的距离大于光从BC的距离，由t知，光从BC用时短，C先被照亮【答案】C4(2014四川高考改编)电磁波已广泛运用于很多领域下列关于电磁波的说法符合实际的是()A电磁波不能产生衍射现象B常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D光在真空中运动
7、的速度在不同惯性系中测得的数值是相同的E远处射来的是光经过太阳附近的发生偏斩【解析】根据电磁波的特点解题干涉、衍射是波所特有的现象，所以电磁波能产生衍射现象，选项A错误；常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的，选项B错误；利用多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的速度，选项C正确；根据光速不变原理，在不同的惯性系中，光速是相同的，选项D正确由广义相对论的结论知E正确【答案】CDE5(2016南京检测)某列长为100 m的火车若分别以v130 m/s和v22.7108 m/s的速度做匀速直线运动，则对地面的观察者来说其长度分别缩短了多少？【解析】l0100 m当火车以v130 m/s的速度运动时，l1l0100 m其长度缩短了l1l0l10.51012 m当火车以v22.7108 m/s的速度运动时，l2l0100 m43.6 m其长度缩短了l2l0l256.4 m.【答案】0.51012 m56.4 m我还有这些不足：(1) (2) 我的课下提升方案：(1) (2)
