2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-4学案:第6章 相对论 第4、5讲
2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-4学案:第6章 相对论 第4、5讲第2页

  大爆炸假说.

  (2)宇宙大爆炸理论最大说服力的证据是宇宙背景辐射的发现.

  

  一、对相对论速度变换公式的理解

  设参考系相对地面的运动速度为u,参考系中的物体以速度v′沿参考系运动的方向相对参考系运动,那么物体相对地面的速度v=.

  1.当物体运动方向与参考系相对地面的运动方向相反时,公式中的v′取负值.

  2.若物体运动方向与参考系运动方向不共线,此式不可用.

  3.由公式可知:v一定比u+v′小,但当u和v′都比c小得多时,可认为v=u+v′,这就是低速下的近似,即经典力学中的速度叠加.

  4.当v′=u=c时,v=c,证明了光速是速度的极限,也反证了光速不变原理.

  例1 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,电子相对于粒子的速度为0.8c,电子的衰变方向与粒子运动方向相同.求电子相对于实验室参考系的速度.

  解析 已知v=0.05c,ux′=0.8c.

  由相对论速度叠加公式得

  ux==,

  ux=≈0.817c.

  答案 0.817c

  二、对相对论质量和质能方程的理解

  1.相对论质量

  物体的质量会随物体的速度增大而增大,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m=.

  (1)v≪c时,()2=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的运动状态无关.

(2)物体的运动速率无限接近光速时,其相对论质量也将无限增大,其惯性也将无限