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1、成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-4,相对论简介,第十五章,第三节 狭义相对论的其他结论 第四节 广义相对论简介,第十五章,1相对论速度变换公式 设车对地的速度为v，人对车的速度为u，车上人相对于地面的速度为u， 经典的时空观：u_。,狭义相对论的其他结论,uv,2相对论的速度变换公式 (1)_ 如果车上人运动方向与车运动方向相同，u取_值，如果车上人运动方向与车运动方向相反，u取_值。 (2)结论：光速c是宇宙万物速度的极限，且相对于任何参考系都是_的。,正,负,不变,1经典力学 物体的质量是_的，一定的力作用在物体上，产生的加速度也是_的，足够长的时间以后物体
2、就可以达到_速度。,相对论质量,不变,一定,任意大的,3质能方程 质能方程：_。 质能方程表达了物体的质量m和它所具有的能量E之间的关系。,Emc2,1超越狭义相对论的思考 爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题： (1)引力问题：万有引力理论无法纳入_论的框架； (2)非惯性系问题：狭义相对论只适用于_。它们是促成广义相对论的前提。,广义相对论简介,狭义相对,惯性参考系,2广义相对性原理和等效原理 (1)广义相对性原理：在任何参考系中，物理规律都是_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_。 3广义相对论的几个结论 (1)光线经过强引力场发生_； (2)引力红移：
3、引力场的存在使得空间不同位置的_进程出现了差别。而使矮星表面原子发光频率_。,相同,等价,弯曲,时间,偏低,2vc时，近似地mm0。 3微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于光子质量。例如回旋加速器中被加速的粒子质量会变大，导致做圆周运动的周期变大后，它的运动与加在D形盒上的交变电压不再同步，回旋加速器的加速能量因此受到了限制。,三、质能方程 1爱因斯坦质能方程：Emc2。 质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量的关系，即一定的质量总是和一定的能量相对应。 2对于一个以速率v运动的物体，其总能量为动能与静质能之和，即EEkE0，其中静质能E0m0c2。 爱因斯坦质能方程为开创原子能时代提
4、供了理论基础。当物体静止时，它本身蕴含着一份很大的能量。如m01kg，其静止能量E091016J。而我们通常所利用的物体的动能仅仅是mc2和m0c2之差，即EkEE0,特别提醒： (1)不能把质量和能量混为一谈，不能认为质量消失了，只剩下能量在转化，更不能认为质量和能量可以相互转变。 (2)在一切过程中，质量和能量是分别守恒的，只有在微观粒子的裂变和聚变过程中，有质量亏损的情况下，才会有质能方程的应用，即Emc2。,如图所示，鸡蛋和乒乓球都静止在地面上，关于二者所具有的能量关系，下列说法中正确的是( ) A鸡蛋大 B乒乓球大 C一样大 D无法进行比较 答案：A,解析：物体所具有的能量和其质量有
5、关，根据质能方程，质量越大，所具有的能量越大，所以鸡蛋具有的能量大于乒乓球具有的能量。,相对论质量,答案：4.81026 W 1.71018 kg 点评：本题需要理解爱因斯坦质能方程，并用它解决实际问题。,一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大？( ) A摩托车 B有轨电车 C两者都增加 D都不增加 答案：B,解析：在相对论中，普遍存在一种误解，即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大；当速度接近光速时，质量要趋于无穷大。正确的理解是：物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候，而不一定是增加速度的时候。对有轨电车
6、，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能量却是它自己带来的。能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车。能量与质量相对应，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度的增加而增大。,以下说法中，错误的是( ) A矮星表面的引力很强 B在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些 C在引力场越弱的地方，物体长度越长 D在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移 解析：因矮星体积很小，质量却不小，所以矮星表面引力很强，故选项A正确；根据广义相对论的结论可知，引力场越强，时间进程越慢，故选项B正确，C错误；在引力场强的地方光谱线向红端偏移称为引力红移，故选项D错误。 答案：CD,广义相对论的几个结论,下列说法中正确的是( ) A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 B在不同的参考系中，物理规律都是不同的，例如牛顿定律仅适用于惯性参考系 C一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理 D一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理 答案：AD,解析：根据广义相对性原理和等效原理可知，选项A、D正确，C错误；根据狭义相对论两个基本假设可知，选项B错误。,
