狭义相对论的其他结论学案。

俗话说，凡事预则立，不预则废。教师要准备好教案，这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助教师更好的完成实现教学目标。所以你在写教案时要注意些什么呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“狭义相对论的其他结论学案”，希望对您的工作和生活有所帮助。

班级________姓名_________层次____
人教版物理选修3-4学案：15、3狭义相对论的其他结论
编写人：审核：高二物理组
寄语：梦想决定现实。但，当梦想只是梦想，现实就是另一种现实！
学习目标：
1．运动速度的相对论变换
2．相对论质量
3．质能方程
学习重点：三个公式
学习难点：三个公式
课前预习
课前预习本节教材
学习过程
A一、相对论的速度变换公式
通过狭义相对论两个原理的学习，知道光对任何物体的运动速度都一样，物体运动的极限速度都不可能越过真空中的光速。在宏观低速运动条件下，伽利略的速度叠加原理简单有效。但对高速运动的物体及微观高速粒子，速度的叠加原理与传统经典观念矛盾，必须要考虑相对论效应。
设车对地的速度为v，人对车的速度为u/地面上的人看到车上人相对地面的速度为u

该式即为一维情况下，狭义相对论的速度叠加公式。
注意：
（1）如果车上人运动方向与火车运动方向相同，u’取______
（2）如果车上人运动方向与火车运动方向相反，u’取______
（3）如果vc,u’c,这时可忽略不计，这时相对论的速度叠加公式简化为经典力学的速度叠加公式，可近似变为u=______当u＝c时u＝c，从而证明了光速是速度的极限
（4）该公式只适用于____________运动物体速度的叠加。对于更复杂的速度的叠加，此公式不适用,我们不讨论这种情况。
B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：已知v＝0.05c，＝0.8c由相对论速度叠加公式得
思路点拨：理解题目中各速度的参考系是用速度变换公式求解速度的关键。
A二、相对论质量。
物体的运动速度不能无限增加，那么物体的质量是否随着速度而变化？
严格的论证表明，物体高速（与光速相比）运动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关系：
m=

说明：
（1）式中m运动质量，m0静止质量，这个关系式表明物体的质量会随物体的速度的增大而_________
（2）vc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_________无关
（3）微观粒子的速度很高，它的质量明显的______静止质量．在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响．
B练习2如一观察者测出电子质量为2m。，问电子速度为多少？（m。为电子的静止质量）

A三、质能方程
相对论另一个重要结论就是大家都很熟悉的爱因斯但质能方程：
E=_________
式中m使物体的质量，E是它具有的能量
质能关系式从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性

B练习3：静止时质量是1kg的物体，以10m/s的速度运动，它具有的动能是多少？与这个动能相对应，它的质量增加多少？按照相对论质量关系式，这个物体的质量增加了多少？

反思小结：
班级________姓名_________层次____
15、3狭义相对论的其他结论检测卡
编写人：曹树春审核：高二物理组
寄语：梦想决定现实。但，当梦想只是梦想，现实就是另一种现实！
B1．对于公式，下列说法中正确的是（）
A．式中的是物体以速度v运动时的质量
B．当物体的运动速度v＞0时，物体的质量m＞m0，即物体的质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的
C．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动
D．通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉．在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化
B2．课本P107问题与练习第1题

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广义相对论简介

15.4广义相对论简介
【教学目标】
（一）知识与技能
1．了解广义相对性原理和等效原理。
2．了解广义相对论的几个结论。
（二）过程与方法
通过本节的学习，初步认识狭义相对论和广义相对论的基本原理。
（三）情感、态度与价值观
通过本节内容的学习，激发探索宇宙奥秘的兴趣，形成初步的相对论时空观。
【教学重点】广义相对性原理和等效原理。
【教学难点】理解广义相对论的几个结论。
【教学方法】在教师的引导下，共同分析、研究得出结论。
【教学用具】投影仪及投影片。
【教学过程】
（一）引入新课
师：1915年，继狭义相对论发表10年之后，爱因斯坦又发表了广义相对论。这节课我们来了解一下广义相对论的基本原理和几个结论。
（二）进行新课
1．超越狭义相对论的思考
师：请大家阅读117页有关内容，说一说狭义相对论中无法解释的几个问题是什么？
学生阅读、思考。
生：狭义相对论无法解释引力作用以什么速度传递；狭义相对论是惯性参考系之间的理论。为什么惯性参考系有这样特殊的地位？狭义相对论无法解释。
师：爱因斯坦认真思考了以上问题，又向前迈进了一大步，把相对性原理推广到包括非惯性系在内的任意参考系，提出了广义相对性原理。
2．广义相对性原理和等效原理
师：在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理。
师：在广义相对论中还有另一个基本原理这就是著名的等效原理。请大家阅读教材，看看什么是等效原理，它是如何提出来的。
学生阅读、思考。
师：（投影下图，做简要讲解。）
一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是等效原理。
3．广义相对论的几个结论
师：从广义相对论的两个基本原理出发，可以直接得到一些“意想不到”的结论。请大家阅读教材，说明得到了哪些结论这些解论的实验验证是什么？
学生阅读，思考。
生1：第一个结论，物质的引力使光线弯曲。20世纪初，人们观测到了太阳引力场引起的光线弯曲。观测到了太阳后面的恒星。
生2：第二个结论，引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。例如在强引力的星球附近，时间进程会变慢。天文观测到了引力红移现象，验证了这一结论的成立。
师：总结学生的回答。投影下图做必要讲解。
鼓励学生勇于探索，用于发现新的规律，为推动人类文明做出自己的贡献。
（三）课堂总结、点评
本节我们了解了爱因斯坦在对狭义相对论无法解释的几个问题的思考的基础上，提出了广义相对性原理和等效原理，从而创立了广义相对论。我们还了解了广义相对论的两个结论：一是物质的引力使光线弯曲，二是引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。
（四）课余作业
完成P120“问题与练习”的题目。课下阅读课本内容和“科学漫步”。

相对论的诞生

一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性，作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，帮助授课经验少的高中教师教学。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢？以下是小编为大家精心整理的“相对论的诞生”，希望能为您提供更多的参考。

人教版物理选修3-4学案：15、1相对论的诞生
编写人:审核；高二物理组
寄语：梦想决定现实。但，当梦想只是梦想，现实就是另一种现实！
学习目标
（1）了解经典的相对性原理
（2）知道相对性原理与电磁规律之间的矛盾
（3）知道狭义相对论的两个基本假设
学习重点、难点：狭义相对论的两点假设
学习方法：阅读小结
导读：牛顿的经典力学的基础就是以牛顿命名的三条定律，这一理论形成于十七世纪，在以后的两个多世纪里，牛顿力学对科学和技术的发展起了巨大的推动作用，同时自身也得到了很大发展。但是，进入二十世纪，物理学研究的领域开始深入到了微观高速领域，这时人们发现牛顿力学在这些领域不再适用。物理学的发展要求对牛顿力学以及某些长期认为是不言自明的基本观念作出根本性的变革，物理学需要一场革命！
二十世纪初诞生的相对论和量子力学就是这场从经典物理向近代物理变革的标志
学习过程：
A一、经典的相对性原理
1、惯性系：
牛顿运动定律成立的参考系
相对于一个参考系做匀速直线运动的另一个参考系也是
2、伽利略相对性原理
力学规律在中都是相同的
还可表述为：在一个内进行的任何力学实验都不能判断这个是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或者说，任何惯性系都是的。
A二、相对性原理与电磁规律
牛顿的伽利略相对性原理是作为基本假设提出来的，它之所以为人们接受承认，一方面是牛顿力学在解决力学问题获得的巨大功；另一方面观察结果与人们的经验相符。
但是十九世纪中叶，人们在研究与物体运动有关的电磁现象时，发现在电磁现象的规律不符合相对性原理
其中最典型的就是的问题
任何参照系中测得的光在真空的速率都应该是这一数值
这一结论还特别为后来的很多精确的实验所证实，最著名的是1887年所做的实验。它们都明确无误地证明光速的测量结果与光源和测量者的相对运动无关，亦即与参照系无关。
可见光和电磁波的运动不服从伽利略相对原理.
上述的矛盾使物理学家面临两个选择，一是修正现有的理论，去迎合实验结果（这相对比较容易，但常常无效）；另一种主张彻底摆脱“麦克斯韦电磁理论只适用于某一特殊的惯性系”，创立全新的理论。爱因斯坦、庞加莱等人选择了后者．并提出了两个假设。
A三、狭义相对论的两个基本假设
1、狭义相对性原理
在不同的惯性参考系，一切都是相同的
2、光速不变原理
的光速在不同的惯性参考系中是的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系。
就是在看来如此简单且最一般的两个假设的基础上爱因斯坦建立了一套完整的理论——狭义相对论
3、对两个基本原理的正确理解
①自然规律不仅包括力学规律，还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律；
②强调真空中的光速不变指大小既不依赖于光源或观察者的运动，也不依赖于光的传播方向
③几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速，结果都不违背光速不变原理。

B课本问题与练习
1、
结束语：
相对论的时空观念与人们固有的时空观念差别很大，很难被普通人所理解。人们都称赞爱因斯坦伟大，但又常常弄不懂这伟大的内容。这使人们想起英国诗人波谱歌颂牛顿的诗句:
自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中，
上帝说：“让牛顿去吧，”
于是一切都成为光明。
后人续写道:上帝说完多少年之后，
魔鬼说：“让爱因斯坦去吧，”
于是一切又回到黑暗中。

反思小结：
15、1相对论的诞生检测卡
一、经典的相对性原理的表述方法
表述1：力学规律在中都是相同的；
表述2：在一个内进行的任何力学实验都不能判断这个是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；
表述3：任何惯性系都是的。
二、狭义相对论的两个基本假设
1、狭义相对性原理
在不同的惯性参考系，一切都是相同的
2、光速不变原理
的光速在不同的惯性参考系中是的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系。
小试牛刀：
B级设某人在以速度为0、5C的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是（）
A、飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1、5c
B、飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0、5c
C、在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是c
D、在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c

高考物理第一轮复习相对论学案

第十七章相对论简介

这一章介绍高速物体的运动规律和相对论的时空观。这章的教学有两个特点。第一，我们平时接触的都是低速运动，因此本章很多结论与日常经验不一致，难于接受。第二，相对论的全面阐述要用到较多的高等数学知识，所以这章许多结论都是直接给出的。相对论内容非常抽象，不易理解，但考纲对本章要求不高，只要记住结论就行。
【教学要求】
1．了解相对论的几个基本假设。
2．知道长度、时间的相对性。
3．初步了解相对论速度、质量变换公式。
4．了解爱因斯坦质能关系。
【知识再现】
1．惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系就叫做惯性系．相对于一个惯性系做运动的另一个参考系也是惯性系．
2．狭义相对论的两个基本假设
(1)狭义相对性原理：。
(2)光速不变原理：。
3．相对论质量
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
4．质能方程：E＝mc2
知识点一狭义相对论的两个基本假设
1．伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。
2．狭义相对性原理：在不同的惯性参考系，一切物理规律都是相同的
3．光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系。
注意：光速与光源的运动和观察者无关。
4．对两个基本原理的正确理解
①自然规律不仅包括力学规律，还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律。
②强调真空中的光速不变指大小既不依赖于光源或观察者的运动，也不依赖于光的传播方向。
③几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速，结果都不违背光速不变原理。
【应用1】下列说法正确的是（）
A．力学规律在任何参考系中都是相同的
B．在所有惯性系中物理规律都是相同的
C．在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同
D．牛顿运动定律在非惯性系中不变
导示:在所有的惯性参考系中，物理规律都是相同的，在非惯性参考系中，牛顿运动定律不再选用。故选B

知识点二时间和空间的相对性
1．“同时”的相对性：“同时”是相对的。在一个参考系中看来“同时”的，在另一个参考系中却可能“不同时”。
理解：由于光速不变，即光速在任何惯性系中都是相同的，那么当另一个惯性系的速度能够和光速相比时，同时性就是相对的。即在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一个惯性系中就不一定是同时发生的。
2．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。即
式中l，是与杆相对运动的人观察到的杆长，l0是与杆相对静止的人观察到的杆长。
注意：①在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化。
②这种长度的变化是相对的，如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与他们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了。
3．时间间隔的相对性：从地面上观察，高速运动的飞船上时间进程变慢，飞船上的人则感觉地面上的时间进程变慢。

式中是与飞船相对静止的观察者测得的两事件的时间间隔，是地面上观察到的两事件的时间间隔。
4．相对论的时空观：经典物理学认为，时间和空间是脱离物质而独立存在的，是绝对的，二者之间没有联系；相对论则认为时间和空间与物质的运动状态有关，物质、时间、空间是紧密联系的统一体。
理解：在速度较低的时候，长度、时间是感觉不出来变化的，所以容易理解为长度、时间与物质之间没有什么关系，尤其是时间会认为是流逝的均匀的坐标。当速度很大时，长度和时间都跟着变化了，这时对宇宙的看法也必然要变化，长度和时间与物质是紧密相关的，长度和时间是不能离开物质而独立存在的。长度和时间随着物质存在的运动状态而变化是更重要的理解。
【应用2】在地面上有一长l00m的跑道，运动员从起点跑到终点，用时l0s，现从以0.8C速度沿跑道向前飞行的飞船中观察，跑道有多长?
导示:由长度的相对性可知：跑道长

知识点三狭义相对论的其它结论
1．相对论速度变换公式：。（式中v为高速火车相对地的速度，u′为车上的人相对于车的速度，u为车上的人相对地面的速度）。对于低速物体u′与v与光速相比很小时，根据公式u=可知c，这时u≈，这就是经典物理学的速度合成法则。对于高速物体u′与v与光速相等时，即u′=c，不论v如何取值，在什么参考系中观察，光速都是c。
注意：这一公式仅适用于u′与v在一直线上的情况，当u′与v相反时，u′取负值。
2．相对论质量：。（式中m0为物体静止时的质量，m为物体以速度v运动时的质量，由公式可以看出随v的增加，物体的质量随之增大）。
3．质能方程：E=mc2
设E为物体运动时的能量，E0为静止时的能量，动能为Ek，则Ek=E-E0
【应用3】一电子的质量m0=9.1×10-31kg，以0.99c的速度运动，则（1）电子的总动能多大？
（2）电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多大？
导示：（1）由，且E=mc2
得E=5.8×10-13J
（2）经典动能Ek=m0(0.99c)2
相对论中电子的动能Ek’=(m-m0)c2
两者之比值为：Ek/Ek’=0.08

知识点四广义相对论简介
1．广义相对论的两个基本原理：
①广义相对性原理：在任何参考系中，物理规律都是相同的。
②等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。
2．广义相对论的几个结论：
①物质的引力使光线弯曲。
②引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。

1．根据气体吸收谱线的红移现象推算，有的类星体远离我们的速度竟达光速c的80%，即每秒24万公里。下列结论正确的是（）
A．在类星体上测得它发出的光的速度是(1+80％)c
B．在地球上接受到它发出的光的速度是(1-80％)c
C．在类星体上测得它发出的光的速度是c
D．在地球上上测得它发出的光的速度是c

2．如果你以接近于光速的速度朝一星体飞行，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动（）A．你的质量在增加
B．你的心脏跳动在慢下来
C．你在变小
D．以上三种变化同时发生

3．一大船在平静的大洋中匀速行驶，一个人在其密闭船舱内向各个方向做立定跳远实验，并由止来判断船的航向，假设他每次做的功相等，下列正确的有（）
A．如果向东跳的最远，则船向东行驶
B．如果向东跳的最近，则船向东行驶
C．他向各个方向跳的一样远，不能判断行驶方向
D．他向各个方向跳的不一样远，能判断行驶方向

4．在地面上观测一个物体，由于物体以一定速度运动，发现该物体质量比静止时的质量增加了10%，求在地面上观测时，此物体相对于静止时的尺度在运动方向上缩短了百分之几？
A．91％B．10％C．18％D．9.1％

5．一个以相对于实验室0.8c速度运动的粒子，飞行了3m后衰变，该粒子存在了多少时间？与该粒子一起运动的坐标系中来测量这粒子衰变前存在了多长时间？
答案：1.CD2.D3.C4.D
5.1.25×10-8s7.5×10-9s

高考物理知识点：光学和相对论

俗话说，磨刀不误砍柴工。作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助教师提前熟悉所教学的内容。你知道怎么写具体的教案内容吗？为此，小编从网络上为大家精心整理了《高考物理知识点：光学和相对论》，希望能为您提供更多的参考。

20xx年高考物理知识点：光学和相对论

五、光学

40、1621年，荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——折射定律。

41、1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。

42、1818年，法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射—泊松亮斑。

43、1864年，英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波；1887年，赫兹证实了电磁波的存在，光是一种电磁波

44、1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理：①相对性原理——不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；②光速不变原理——不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是c不变。

45、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式。

46．公元前468-前376，我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象，为世界上最早的光学著作。

47．1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速，以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速，如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。（注意其测量方法）

48．关于光的本质：17世纪明确地形成了两种学说：一种是牛顿主张的微粒说，认为光是光源发出的一种物质微粒；另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说，认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。

六、相对论

49、物理学晴朗天空上的两朵乌云：①迈克逊－莫雷实验——相对论（高速运动世界）,②热辐射实验——量子论（微观世界）；

50、19世纪和20世纪之交，物理学的三大发现：X射线的发现，电子的发现，放射性的发现。

51、1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理：①相对性原理——不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；②光速不变原理——不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是c不变。

52、1900年，德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说：物质发射或吸收能量时，能量不是连续的，而是一份一份的，每一份就是一个最小的能量单位，即能量子；

53、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”；

54、1900年，德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出：电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界；受其启发1905年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，因此获得诺贝尔物理奖。

55、1922年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应，证实了光的粒子性。（说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子）

56、1913年，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱，为量子力学的发展奠定了基础。

57、1924年，法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性；

58、1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比，衍射现象影响小很多，大大地提高分辨能力，质子显微镜的分辨本能更高。