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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。 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 学习目标定位 1 课堂情景切入 2 知识自主梳理 3 重点难点突破 4 考点题型设计 5 课 时 作 业 6 学习目标定位 ※ 了解相对论速度变换公式 ※ 了解相对论质量公式 ※ 知道质能方程 ※ 了解广义相对性原理和等效原理 ※ 了解广义相对论的几个结论 课堂情景切入 知识自主梳理 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 u′+v 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。 E=mc2 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: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 重点难点突破 2.v?c时,近似地m=m0。 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:E=mc2。 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E=Ek+E0,其中静质能E0=m0c2。 爱因斯坦质能方程为开创原子能时代提供了理论基础。当物体静止时,它本身蕴含着一份很大的能量。如m0=1kg,其静止能量E0=9×1016J。而我们通常所利用的物体的动能仅仅是mc2和m0c2之差,即Ek=E-E0 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ΔE=Δmc2。 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
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