高二物理教科版选修3-4 6.4相对论的速度变换公式 质能关系 教案

相对论的速度变换公式 质能关系的教学设计 【学习目标】 1．知道相对论速度变换公式． 2．知道相对论质量和质能方程． 【重点难点】速度变换公式、质能方程． 【自主学习】 1．相对论的速度变换 设在高速的火车上，火车对地面的速度为v，车上的人以速度u′沿火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u＝____ ______ 2．相对论的质量和能量 (1)物体的质量随物体速度增大而__增大___．物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系是：m＝___ ______，因为总有v<c.可知运动物体的质量m总__大于___它静止时的质量m0. (2)质能方程 物体质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：E＝__ mc2___. 【合作探究】 【类型一】对相对论速度变换公式的理解 以高速运动的火车为例，车对地的速度为v，车上的人以u′的速度沿火车前进的方向相对火车运动，则人对地的速度 .若人相对火车反方向运动，u′取负值． 1．公式中的v和u′如果满足：v≪c，u′≪c， 可忽略不计，这时相对论的速度合成公式可近似的变为u＝u′＋v，与经典物理学的速度合成公式相同． 2．根据此式若u′＝c，则u＝c，那么c在惯性系中都是相同的． 3．如果u′与v的方向不在一条直线上，(相互垂直或成其他角度)时，情况比较复杂，上式不适用． 【即时应用】1.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×108 m/s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×108 m/s跟随A飞行．求： (1)A上的乘客看到B的速度是多少？ (2)B上的乘客看到A的速度是多少？ 解析：（1）A上的乘客看地以-2.5×108 m/s向后运动，B在地面看以2.0×108 m/s向前运动，则A上乘客看B的速度为 （2）B看A则相反为1.125×108 m/s 【类型二】相对论质量和质能方程 1．对质速关系式 的理解 (1)式中m0是物体静止时的质量(也称为静质量)，m是物体以速度v运动时的质量．这个关系式表明：物体的质量会随物体速度的增大而_增大__． (2)v≪c时， ＝0，此时有m＝m0，也就是说：低速运动的物体，可认为其质量与物体运动状态__无关__． (3)微观粒子的速度很高，因此粒子运动的质量明显__大于__静质量． 例如：回旋加速器中被加速的粒子的质量会随粒子的加速明显增加．导致粒子圆周运动的周期变