十四、電磁波_相對論專題復習.docx

高考綜合復習電磁波 相對論專題復習高考綜合復習電磁波 相對論專題復習總體感知知識網(wǎng)絡考綱要求 考點要求變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，電磁波及其傳播電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收 電磁波譜狹義相對論的基本假設狹義相對論的幾個重要結(jié)論相對論質(zhì)能關系式 命題規(guī)律12008年高考對本專題的考查不同于往年。往年高考中，純粹的電磁場和電磁波的題目極少，但以概念的考查和以電磁波為背景來考查波的傳播和輻射能量的問題較多，相對論問題很少考查。而今年高考中在江蘇單科和海南單科中都對相對論問題作了考查。對電磁波問題，在新課標地區(qū)的高考中沒有出現(xiàn)。2高考對本專題的考點多以選擇、填空題形式出現(xiàn)。電磁波問題多聯(lián)系前面波的知識綜合考查，相對論問題則多注重基礎知識、基本公式的考查。從高考大綱對本專題的要求，以及本專題的知識結(jié)構(gòu)來看，在2009年的高考中，預計純粹的電磁場和電磁波的題目會很少，但可能會出現(xiàn)以電磁波內(nèi)容為背景來考查波的傳播和輻射能量的問題。相對論部分在新課標地區(qū)為選考內(nèi)容，但作為選修3一4中的一章，出題的可能性比以前增大了。復習策略1理解麥克斯韋電磁場理論時要注意電場和磁場互相產(chǎn)生的條件（1）變化的磁場產(chǎn)生電場：均勻變化的磁場產(chǎn)生不變的電場；非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場；振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場。（2）變化的電場產(chǎn)生磁場：均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場；非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場；振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。（3）變化的電場或磁場不一定能夠產(chǎn)生電磁波，因為均勻變化的磁場或電場只能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場或磁場，而穩(wěn)定的磁場和電場是不能再產(chǎn)生電場或磁場的故只有非均勻變化的電場或磁場才可能形成電磁波。（4）在LC振蕩電路中，電壓與振蕩電流之間的關系不符合歐姆定律，因振蕩電路不是純電阻電路。2識記相對論速度變換公式、相對論質(zhì)量公式和質(zhì)能方程并能進行簡單的理解和應用 第一部分 電磁波知識要點梳理知識點一電磁振蕩知識梳理1振蕩電路能夠產(chǎn)生振蕩的電流的電路。常見的振蕩電路是由一個電感線圈和一個電容器組成，簡稱LC回路。2電磁振蕩在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及與電荷和電流相聯(lián)系的電場和磁場都發(fā)生周期性變化的現(xiàn)象。3電磁振蕩的周期與頻率周期，頻率由公式可知，改變T和f的大小，可以通過改變電容C或電感L來實現(xiàn)。由知，要改變C的大小，可改變電容器兩極板的正對面積S、介電常數(shù)或兩極板的距離d來實現(xiàn)；改變L的大小，可改變線圈的匝數(shù)、長度、線圈的直徑或插、拔鐵芯來實現(xiàn)。4阻尼振蕩和無阻尼振蕩（1）阻尼振蕩：振幅逐漸減小的振蕩。圖像如圖（1）所示。（2）無阻尼振蕩，振幅不變的振蕩。圖像如圖（2）所示。疑難導析1LC回路中各量的周期性變化電容器放電時，電容器所帶電荷量、極板間的場強和電場能均減小，直到零；電路中的電流、線圈產(chǎn)生的磁感應強度和磁場能均增大，直到最大值。充電時，情況相反。電容器正反向充放電一次，便完成一次振蕩的全過程。圖表示振蕩過程中電路中的電流和極板上的電荷量的周期性變化。2從能量的轉(zhuǎn)化角度分析電磁振蕩過程理解電磁振蕩過程中各物理量的變化規(guī)律，最好從電場能和磁場能相互轉(zhuǎn)化的角度深化認識。電磁振蕩的過程實質(zhì)上是電場能和磁場能相互轉(zhuǎn)化的過程，在這一過程中電容器帶電荷量的多少，兩板間電壓的高低，場強的大小均與電場能的大小相對應；電路中電流的大小、線圈中磁場的強弱與磁場能的大小相對應。明確了這一關系，我們就可以根據(jù)電場能、磁場能的變化來判斷上述各物理量的變化情況。例如：在電容器放電過程中，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，電場能減小磁場能增大，與電場能相關的電容器的帶電荷量、兩板間的電壓、場強都減??；在與磁場能相關的電路中電流逐漸增大，線圈中的磁場逐漸增強。放電完畢時，電場能為零，磁場能最大，電容器的帶電荷量、兩板間電壓和場強都為零，電路中電流最大，線圈中磁場最強。：一個LC接收電路，若要從接收較高頻率的電磁波變到接收較低頻率的電磁波，下列調(diào)節(jié)正確的是（ ）A增加諧振線圈的匝數(shù) B在線圈中插入磁芯C降低電源電壓 D把可變電容器的動片適當旋進些答案：ABD解析：LC接收回路的頻率，與加在其上的電壓無關，C錯，線圈的匝數(shù)越多，插入鐵芯或磁芯，L就越大，諧振頻率越低，選項A、B正確，當可變電容器的動片旋進時，正對面積增大，電容增大，也使諧振頻率降低，選項D正確。知識點二電磁場和電磁波知識梳理1、電磁場和電磁波的產(chǎn)生（1）麥克斯韋電磁場理論變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生電場（磁場）；均勻變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場（磁場）；振蕩的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場（磁場）。（2）電磁場和電磁波變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，即為電磁場。電磁場由近及遠的傳播就形成了電磁波。電磁波的特點：電磁波是橫波。在傳播方向的任一點E和B隨時間作正弦規(guī)律變化，E與B彼此垂直且與傳播方向垂直。電磁波的傳播速度，在真空中的傳播速度等于光速。麥克斯韋預言了電磁波的存在。赫茲證實了電磁波，測出了波長和頻率，證實傳播速度等于光速；驗證電磁波能產(chǎn)生反射、折射、衍射和干涉。2、電磁波的發(fā)射（1）有效地向外發(fā)射電磁波，振蕩電路應具備的特點：要有足夠高的振蕩頻率。理論的研究證明，振蕩電路向外界輻射能量的本領與頻率的四次方成正比；振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，才能有效地把電磁場的能量傳播出來。（2）發(fā)射電磁波的目的：傳遞信息（信號）調(diào)制在無線電應用技術中，首先將音、圖像等信息通過聲電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等方式轉(zhuǎn)為電信號，這種電信號頻率很低，不能用來直接發(fā)射電磁波。把要傳遞的低頻率電信號“加”到高頻電磁波上，使電磁波隨各種信號而改變叫做調(diào)制。其中，使高頻振蕩的電磁波振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅；使高頻振蕩的電磁波頻率隨信號而改變叫做調(diào)頻。無線電波的發(fā)射 由振蕩器（常用LC振蕩電路）產(chǎn)生高頻振蕩電流，用調(diào)制器將需傳送的電信號調(diào)制到振蕩電流上，再藕合到一個開放電路中激發(fā)出無線電波，向四周發(fā)射出去。特別提醒：無線電技術中使用的電磁波叫無線電波，可分為：長波、中波、中短波、短波和微波。3、電磁波的傳播電磁波以橫波形式傳播，其傳播不需要介質(zhì)，傳播方式有天波、地波和空間波（又稱直線波）。傳播速度和頻率、波長的關系為。4、電磁波的接收（1）在無線電技術中，用天線和地線組成的接收電路來接收電磁波。（2）通過電諧振實現(xiàn)選臺電諧振：當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強，這種現(xiàn)象叫做電諧振。調(diào)諧：使接收電路發(fā)生電諧振的過程叫做調(diào)諧。能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。（3）通過檢波獲取信號檢波：從高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號，叫做檢波。檢波是調(diào)制的逆過程，因此檢波也叫解調(diào)。疑難導析1電磁波與機械波的區(qū)別（1）電磁波研究的是電磁現(xiàn)象；機械波研究的是力學現(xiàn)象。（2）電磁波是電場E和磁感應強度B隨時間和空間做周期性變化；機械波是質(zhì)點位移隨時間和空間做周期性變化。（3）電磁波傳播無需媒質(zhì)，在真空中波速總是c，在媒質(zhì)中傳播時，波速與媒質(zhì)及頻率都有關系，電磁波是橫波；機械波傳播需要介質(zhì)，波速與媒質(zhì)有關，與頻率無關，有橫波、縱波。（4）電磁波是由周期性變化的電流（電磁振蕩）激發(fā)；機械波是由質(zhì)點（波源）的振動產(chǎn)生。2關于變化的電磁場的分析思路（1）變化的磁場在周圍空間激發(fā)的電場，其電場線呈渦旋狀，這種電場叫做渦旋電場。渦旋電場與靜電場一樣，對電荷有力的作用；但渦旋電場又與靜電場不同，它不是靜電荷產(chǎn)生的，它的電場線是閉合的。在渦旋電場中移動電荷時，電場力做的功與路徑有關，因此不能引用“電勢”、“電勢能”等概念。（2）用聯(lián)系的觀點認識規(guī)律，變化的磁場產(chǎn)生電場是電磁感應現(xiàn)象的本質(zhì)。：無線電廣播中波段范圍是187560m，為了避免鄰近電臺干擾，兩個電臺的頻率范圍至少應差104 Hz，則此波段中最多能容納的電臺數(shù)為多少個？解析：根據(jù)得，由于兩個電臺間的頻率相差，所以最多可容納的電臺數(shù)約為個知識點三電磁波譜、電視和雷達知識梳理1電磁波譜無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線合起來構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜，如圖所示特別提醒：波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊。2電視發(fā)射端，由攝像管攝取景物并將景物反射的光轉(zhuǎn)換為電信號。由電子槍發(fā)出的電子束對屏上的圖像進行逐行掃描完成。接收端，由顯像管把電信號還原成景物的像。攝像機在一秒鐘內(nèi)要傳送25張畫面，由于畫面更換迅速和視覺暫留，我們就可感覺到活動的影像。在電視信號發(fā)送中同時傳有圖像信號和伴音信號，在調(diào)制中，圖像信號采取的是調(diào)幅，伴音信號采取的是調(diào)頻。3雷達雷達是根據(jù)電磁波遇到障礙物發(fā)生反射工作的，它利用的是無線電波中的微波，它的直線性好，反射性能強。雷達的轉(zhuǎn)動天線，向一定方向發(fā)射不連續(xù)的無線電波，每次發(fā)射時間約百萬分之一秒，兩次發(fā)射的時間間隔大約萬分之一秒。若發(fā)射接收的時間差是t，則障礙物距離為。疑難導析各種電磁波的產(chǎn)生、特性及應用：電磁波產(chǎn)生機理特性應用無線電波LC電路中的周期性振蕩波動性強無線技術紅外線原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的熱作用顯著，衍射性強加熱、高空攝影、紅外遙感可見光引起視覺產(chǎn)生色彩效應照明、攝影、光合作用紫外線化學、生理作用顯著、能產(chǎn)生熒光效應日光燈、醫(yī)療上殺菌消毒、治療皮膚病、軟骨病等倫琴射線原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的穿透本領很大醫(yī)療透視、工業(yè)探傷射線原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的穿透本領最大探傷；電離作用；對生物組織的物理、化學作用；醫(yī)療上殺菌消毒特別提醒：不同電磁波頻率和波長不同，表現(xiàn)出不同的特性。其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線，倫琴射線，射線等，穿透能力較強。：某地的雷達站正在跟蹤一架向雷達站勻速飛行的飛機。設某一時刻從雷達站發(fā)出電磁波后到再接收到反射波歷時200，經(jīng)4s后又發(fā)出一個電磁波，雷達站從發(fā)出電磁波到再接收到反射波歷時186，則該飛機的飛行速度多大？解析：由電磁波發(fā)射到接收到反射波歷時200，可算出此時飛機距雷達站的距離為：經(jīng)4s后，飛機距雷達站的距離為：在這4s時間內(nèi)飛機飛過的路程為：故飛機飛行的速度為：典型例題透析題型一電磁振蕩的變化規(guī)律在LC回路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，磁場能和電場能之間不斷的相互轉(zhuǎn)化著，電容器放電時，電容器電荷量減小，電流增大，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，放電完畢的瞬間，電荷量為零，電流最大，電場能為零，磁場能最大；接著電容器反向充電，這時電流減小，電荷量增大，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，充電完畢的瞬間，電流為零，電荷量達到最大，此時磁場能為零，電場能最大。1、LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，則下列說法錯誤的是（ ）A若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電B若電容器正在充電，則電容器下極板帶正電C若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大D若電容器正放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大思路點撥：該題圖示只告訴了電流的磁場方向，由安培定則可判斷出振蕩電流在電路中的方向，但未標明電容器極板的帶電情況，只能設出電容器帶電的兩種情況及相應的電流變化情況綜合討論解析：進行判定如下：若該時刻電容器上極板帶正電，則可知電容器正處于放電階段，電流正在增大，知C敘述正確，而A錯誤。若該時刻電容器上極板帶負電，則可知電容器正在充電，電流正在減小，知B敘述正確，由楞次定律知D敘述正確。故錯誤選項為A。答案：A總結(jié)升華：要正確理解電磁振蕩過程中線圈中電流和兩端電壓（即電容器兩極板間電壓）的變化關系一定要注意克服由歐姆定律所形成的電路中電流和其兩端電壓成正比的思維定勢。因為在電磁振蕩中，阻礙線圈中電流變化的是線圈中產(chǎn)生的自感電動勢而不是電阻。而自感電動勢只是阻礙電流的變化，并不能阻止電流的變化。舉一反三【變式】在LC振蕩電路的電磁振蕩過程中，某一時刻電場與磁場的方向如圖所示，據(jù)圖可以判定該電路中電感線圈中的磁場能正在_，再經(jīng)過電路中電容器里的電場能將正在_，電場方向_。答案：增加 增加 向上解析：據(jù)圖中所示，從電容器中電場的方向可知電容器上板帶正電，從線圈中的磁場方向，據(jù)安培定則，可判定LC電路中的電流方向為逆時針方向，可知電容器正處在放電過程，電路中電流增加，線圈中磁場能增加。LC振蕩電路的周期，再經(jīng)過，由于電磁振蕩的周期性，可知電容器正處在反向充電過程，電場能在增加，電路中的電流方向仍為逆時針方向，電容器下板帶正電，板間電場方向向上。題型二電磁場和電磁波1麥克斯韋電磁場理論包括兩個要點（1）變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場推廣：沒有導體環(huán)，變化的磁場在其周圍空間同樣會產(chǎn)生電場。導體環(huán)的作用僅是用來顯示電場的存在而已。均勻變化的磁場產(chǎn)生不變的電場；非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場；振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場。注意：變化的磁場所產(chǎn)生的感應電場的方向可以利用楞次定律判斷。（2）變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場根據(jù)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的相似性和變化磁場能產(chǎn)生電場的觀點，認為變化的電場也會在周圍空間產(chǎn)生磁場。 均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場；非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場；振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。2電磁波的特點（1）電磁波是物質(zhì)波，傳播時不需要介質(zhì)，可在真空中傳播；（2）電磁波是橫波，電場方向和磁場方向都與傳播方向垂直；（3）電磁波與物質(zhì)相互作用時，能發(fā)生反射、吸收、折射現(xiàn)象；（4）電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干涉、衍射等現(xiàn)象；（5）電磁波在介質(zhì)中波速減小，遵循波長、波速、頻率的關系；（6）電磁波向外傳播的是電磁能。2、（1）麥克斯韋理論的內(nèi)容是_：。（2）電磁波在傳播過程中，每處的電場方向和磁場方向總是_的，并和該處電磁波的傳播方向_，這就說明電磁波是_波。（3）目前雷達發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至1 000 MHz的范圍內(nèi)。請回答下列關于雷達和電磁波的有關問題。雷達發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？能否根據(jù)雷達發(fā)出的電磁波確定雷達和目標間的距離？思路點撥：熟記麥克斯韋理論及電磁波的特點，記準電磁波這一關系，理解雷達簡單原理。解析：（1）麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容是：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場。（2）電磁波在傳播過程中，每處的電場方向和磁場方向總是垂直的，并和該處電磁波的傳播方向垂直，這說明電磁波是橫波。（3）由可得電磁波測距的原理就是通過發(fā)射和接收的時間間隔來確定距離，所以可根據(jù)確定和目標間的距離?？偨Y(jié)升華：利用電磁波的反射，測距離時，應特別注意，所測距離等于電磁波傳播距離的。舉一反三【變式】某衛(wèi)星地面站向地球同步通信衛(wèi)星發(fā)送無線電波，經(jīng)它立即轉(zhuǎn)發(fā)到另一衛(wèi)星地面站，測得從發(fā)送開始到地面站接收到電磁波的時間為0. 24 s，取地球半徑6 400 km。據(jù)此條件估算地球的質(zhì)量為多少千克？（結(jié)果取1位有效數(shù)字，）解析：由可知同步衛(wèi)星距地面的高度由牛頓運動定律可知故地球質(zhì)量。題型三電磁波與機械波的區(qū)別（1）電磁波的波速不同電磁波在同一介質(zhì)中傳播時，傳播速度不同，頻率越高波速越小，頻率越低波速越大。在真空中傳播時，不同頻率的電磁波的速度相同，v=c。（2）電磁波與機械波不同，機械波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)有關，電磁波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)和頻率均有關。3、有關電磁波和聲波，下列說法錯誤的是（ ）A電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)B由空氣進入水中傳播時，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大C電磁波是橫波，聲波也是橫波D由空氣進入水中傳播時，電磁波的波長變短，聲波的波長變長思路點撥：電磁波本身就是一種物質(zhì)，它的傳播不需要介質(zhì)，而聲波的傳播需要介質(zhì)，選項A的說法正確；電磁波由空氣進入水中時，傳播速度變小，但聲波在水中的傳播速度比其在空氣中大，選項B的說法正確；電磁波的傳播方向與E、B兩個振動矢量的方向都垂直，是橫波，而聲波是縱波，選項C說法錯誤；電磁波由空氣進入水中傳播時，波速變小，波長變長，而聲波由空氣進入水中傳播時，波速變大，波長變大，選項D的說法正確，故答案為C。答案：C 解析：電磁波不同于機械波，機械波傳播必須有介質(zhì)，而電磁波傳播不需介質(zhì)，機械波的波速僅取決于介質(zhì)，而電磁波的波速與介質(zhì)及波的頻率均有關系。舉一反三【變式】電磁波與機械波相比較有（ ）A電磁波傳播不需要介質(zhì)，機械波傳播需要介質(zhì)B電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速率都相同，機械波在同一介質(zhì)中的傳播速率都相同C電磁波與機械波都不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D電磁波與機械波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象答案：AD解析：電磁波傳播不需要介質(zhì)，且在不同介質(zhì)中，傳播速度不同；故A正確，B錯誤。電磁波和機械波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，故D正確。第二部分 相對論知識要點梳理知識點一相對論知識梳理1狹義相對論的兩個基本假設（1）狹義相對論原理：在不同的慣性參考系中，一切物理定律都是相同的。（2）光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的。2廣義相對論（1）基本原理廣義相對性原理：在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的。等效原理：一個均勻的引力場與一個做勻加速運動的參考系等價。（2）廣義相對論的預言與證實時空彎曲；光線彎曲；引力紅移。疑難導析1理解經(jīng)典相對性原理應注意的幾點（1）慣性系：如果牛頓運動定律在某個參考系中成立，這個參考系叫做慣性系。相對一個慣性系做勻速直線運動的另一個參考系也是慣性系。（2）這里的力學規(guī)律是指“經(jīng)典力學規(guī)律”。（3）經(jīng)典相對性原理可以有不同表示，比如：在一個慣性參考系內(nèi)進行的任何力學實驗都不能判斷這個慣性系是否相對于另一個慣性系做勻速直線運動；或者說，任何慣性參考系都是平權(quán)的。2對光速不變原理的理解我們經(jīng)常講速度是相對的，參考系選取不同，速度的值也不同，這是經(jīng)典力學中速度的概念但是，1887年麥克斯韋莫雷實驗中證明的結(jié)論是：不論取怎么樣的參考系，光速都是一樣的也就是說光速的大小與選取的參考系無關光的速度是從麥克斯韋方程組中推導出來的，它沒有任何前提條件，所以這個速度不是指相對某個參考系的速度。：下列哪些是“相對論”的內(nèi)容（ ）A伽利略的相對性原理 B“尺縮效應”C時鐘變慢 D質(zhì)量不變因為它是物體的固有屬性與運動狀態(tài)無關答案：BC解析：“尺縮”、“鐘緩”為狹義相對論的必然結(jié)果。知識點二狹義相對論的重要結(jié)論知識梳理1相對論速度變換公式設高速火車的速度為v，車上的人以速度沿著火車前進的方向相對火車運動，此人相對地面的速度為u，這幾個量之間的關系為。2相對論質(zhì)量物體質(zhì)量隨速度的增加而增大：當速度接近光速時，質(zhì)量趨于無窮大如果物體的運動速度比光速小很多時，物體運動的質(zhì)量和物體靜止時的質(zhì)量相等按照牛頓力學，物體的質(zhì)量是不變的，因此一定的力作用在物體上，產(chǎn)生的加速度也是一定的，這樣，經(jīng)過足夠長的時間以后物體就可以達到任意大的速度但是相對論的速度疊加公式告訴我們，物體的運動速度不能無限增加這個矛盾啟發(fā)我們思考：物體的質(zhì)量是否隨物體速度的增加而增大？嚴格的論證證實了這一點。實際上，物體以速度v運動時的質(zhì)量m和它靜止時的質(zhì)量之間有如下的關系，微觀粒子的運動速度很高，它的質(zhì)量明顯地大于靜止時的質(zhì)量，這個現(xiàn)象必須考慮。3質(zhì)能方程物體是具有能量的，并且物體的能量與其本身的質(zhì)量有關，且關系為，其中m是物體的質(zhì)量，E是物體具有的能量。疑難導析在狹義相對論中如何正確理解質(zhì)量質(zhì)量的兩種不同表述：首先，讓我們思考一下質(zhì)量在日常生活中代表什么?！八闹亓俊?？事實上，我們認為質(zhì)量是某種可稱量的東西，正如我們是這樣度量它的：我們把需要測出其質(zhì)量的物體放在一架天平上。我們這樣做是利用了質(zhì)量的什么性質(zhì)呢？地球和被測物體相互吸引的事實。這種質(zhì)量被稱作“引力質(zhì)量”。我們稱它為“引力質(zhì)量”是因為它決定了宇宙中所有星星和恒星都做近乎圓形的環(huán)繞運動?，F(xiàn)在，試著在一個平面上推你的汽車。你不能否認你的汽車強烈地反抗著你要給它的加速度。這是因為你的汽車有一個非常大的質(zhì)量，移動輕的物體要比移動重的物體輕松。質(zhì)量也可以用另一種方式定義：“它反抗加速度”，這種質(zhì)量被稱作“慣性質(zhì)量”。因此我們得出這個結(jié)論：我們可以用兩種方法度量質(zhì)量。要么我們稱它的重量（非常簡單），要么我們測量它對加速度的抵抗（運用牛頓運動定律）。人們做了許多實驗以測量同一物體的慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量。所有的實驗結(jié)果得出同一結(jié)論：慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量。狹義相對論認為，如果物體以速度v運動，它的質(zhì)量m和它靜止時的質(zhì)量之間有如下的關系，也就是說物體的質(zhì)量與物體的運動速度有關，并不是穩(wěn)定不變的。：在地面上測量兩個飛船A、B分別以0.6c的速率沿相反方向飛行，如圖所示。求飛船B相對于飛船A的速度為多少?解析：以地面為慣性系S,將慣性系固定在飛船A上。A相對地面的速度為v=0.6c，B相對地面的速度為u=0.6c。根據(jù)相對論速度變換公式B相對于A的速度為（即相對慣性系的速度) 知識點三狹義相對論的時空觀知識梳理1“同時”的相對性在慣性系S中沿著x軸同時異地發(fā)生的兩事件，在沿著x軸相對慣性系S運動的慣性系中觀察必定不同時發(fā)生。真空中的光速不變與事件的因果關系（子彈出槍膛與擊中目標、人的出生和死亡）不變是相對論中的絕對性。結(jié)論：“慣性系S中認為同時的兩個事件，對于沿著兩個事件發(fā)生地的連線運動慣性系中的觀察者來說，更靠前面的那個事件發(fā)生在先”，這個結(jié)論很有用。2長度的相對性（1）一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度小。與桿相對靜止的人認為桿長是,與桿相對運動的人認為桿長是，二者之間的關系為（2）在垂直于運動方向上，桿的長度沒有變化（3）長度的變短是相對的。如果兩條平行的桿在沿自己的長度方向做相對運動，與它們一起運動的兩位觀察者都會認為對方的桿縮短了。時間間隔的相對性在慣性系S中認為兩個事件的時間間隔是，在相對慣性系S運動的慣性系中認為兩個事件的時間間隔是，二者之間的關系為疑難導析經(jīng)典理論是對于低速運動，而相對論是對于高速運動。經(jīng)典理論認為時間空間絕對，而相對論認為時空會隨物體運動而發(fā)生變化，具有相對性，而產(chǎn)生這些變化是由于觀測者在不同的慣性系中觀測到的效果不一樣。例如在運動的參考系中看，直尺長度變短了，但實際上直尺長度仍然不變，只是一種觀測效應。時間延緩、長度收縮、質(zhì)速關系、質(zhì)能方程，都是狹義相對論。而空間扭曲，即光會由于引力作用發(fā)生彎曲，這是廣義相對論。：一以接近光速相對地球飛行的宇宙飛船，在地球上觀察到飛船長度縮短，在飛船中將觀察到地球上的長度（ ）A縮短 B伸長 C不變 D無法確定答案：B解析：長度的變短是相對的。如果兩條平行的桿在沿自己的長度方向做相對運動，與它們一起運動的兩位觀察者都會認為對方的桿縮短了。由此可知，選項B正確。典型例題透析題型一狹義相對論的時空觀（1）“同時”的相對性慣性系S中認為同時的兩個事件，對于沿著兩個事件發(fā)生地的連線運動慣性系中的觀察者來說，更靠前面的那個事件發(fā)生在先。（2）長度的相對性一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度小，。1、在60