【新教材精创】5.2 相对论中的神奇时空 学案（2）-鲁科版高中物理必修第二册

第五章　科学进步无止境 第2节 相对论中的神奇时空 1. 知道狭义相对论关于时空相对性的主要结论。 2. 初步了解时间延缓效应和长度收缩效应的主要内容及推理的思维过程。 3. 结合实例，初步了解时空弯曲现象，知道牛顿经典力学的适用范围及原因。 4. 通过学习，体会科学理论既具有相对稳定性，又是不断发展完善的。 1、 教学重点：了解时间延缓效应和长度收缩效应及其相关计算公式；了解质能关系及其相关计算公式；初步了解时空弯曲现象；知道牛顿经典力学适用宏观低速的原因。 2、教学难点：了解时间延缓效应和长度收缩效应。 【自主学习】 1. 时间延缓效应 1.“同时”的相对性：对于一个参考系来说“同时”发生的两件事，对于另一个参考系来说就不一定 ，这就是“同时”的相对性. 2.时间的相对性： ①同一个物理过程经历的时间，在不同的参考系中测量 .与之相对静止的参考系测得的时间最短，称为 ；与之有相对运动的参考系测得的时间变长，相对速度越大，测得的时间越长，这就是著名的 . ②设Δt表示静止的惯性参考系中测得的时间，Δt′表示以速度v匀速直线运动的参考系中观察同一事件经历的时间，则它们的关系是 二.长度收缩效应: (1)在狭义相对论时空观中，长度也与观察者的运动状态有关，不同的观察者将会看到空间两点间的距离是不同的.当空间两点相对观察者静止时测得的长度l0叫 .相对观察者沿两点连线方向以速度v运动时测得的长度l变短了，这就是 效应. (2)l0、l、v之间有以下关系 三.质能关系 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，必然伴随着能量的减少或增加，其关系为ΔE＝ 。 四.时空弯曲 1．爱因斯坦认为 和 对轨迹的弯曲是等效的。如果加速能使光线弯曲，那么引力也能使光线弯曲。 2．按照广义相对论，光线在引力场中的弯曲可等效为 被