2015年高中物理6.4相对论的速度变换定律质量和能量的关系、6.5广义相对论点滴同步练习(含解析).doc

第4节　相对论的速度变换定律　质量和能量的关系 第5节　广义相对论点滴 1．相对论的速度变换公式：以速度u相对于参考系S运动的参考系S′中，一物体沿与u相同方向以速率v′运动时，在参考系S中，它的速率为________________． 2．物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：________.由此可见，物体质量________，其蕴含的能量________．质量与能量成________，所以质能方程又可写成________． 3．相对论质量：物体以速度v运动时的质量m和它静止时的质量m0之间有如下的关系________________． 4．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____________． (2)等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的． 5．广义相对论的几个结论： (1)光在引力场中传播时，将会发生________，而不再是直线传播． (2)引力场使光波发生________． (3)引力场中时间会__________，引力越强，时钟走得越慢． (4)有质量的物质存在加速度时，会向外辐射出____________． 6．在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与u′＋v的关系是(　　) A．u＝u′＋v B．uu′＋v C．uu′＋v D．以上均不正确 7．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．引力场越弱的地方，物体的长度越短 D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移 概念规律练 知识点一　相对论速度变换公式的应用 1．若一宇宙飞船对地以速度v运动，宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c，问在地上观察者看来，光速应为v＋c吗？ 2．一粒子以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． 知识点二　相对论质量 3．人造卫星以第一宇宙速度(约8 km/s)运动，问它的质量和静质量的比值是多少？ 4．一观察者测出电子质量为2m0，求电子的速度是多少？(m0为电子静止时的质量) 知识点三　质能方程 5．一个运动物体的总能量为E，E中是否考虑了物体的动能？ 6．一个电子被电压为106 V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？ 知识点四　了解广义相对论的原理 7．假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论． 8．在外层空间的宇宙飞船上，如果你正在一个以加速度g＝9.8 m/s2向头顶方向运动的电梯中，这时，你举起一个小球自由地丢下，请说明小球是做自由落体运动． 方法技巧练 巧用ΔE＝Δmc2求质量的变化量 9．现在有一个静止的电子，被电压为107 V的电场加速后，质量增大了多少？其质量为多少？(m0＝9.1×10－31 kg，c＝3.0×108 m/s) 10．已知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为3.8×1026 J，则可算出(　　) A．太阳的质量约为4.2×106 t B．太阳的质量约为8.4×106 t C．太阳的质量每秒钟减小约为4.2×106 t D．太阳的质量每秒钟减小约为8.4×106 t 1．关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是(　　) A．它们之间没有任何联系 B．有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了 C．狭义相对论能够解决时空弯曲问题 D．为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论 2．下面的说法中正确的是(　　) A．在不同的参考系中观察，真空中的光速都是相同的 B．真空中的光速是速度的极限 C．空间和时间与物质的运动状态有关 D．牛顿力学是相对论力学在v?c时的特例 3．根据爱因斯坦的质能方程，可以说明(　　) A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等 B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小 C．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的 D．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大 4．下列说法中，正确的是 (　　) A．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星 B．强引力作用可使光谱线向红端偏移 C．引力场越强的位置，时间进程越慢 D．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的 5．黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是(