1、禹王學校高二導綱 學科： 物理 編號：WLTG-選修3-4 編制人：李明佛 2017年12月課題 15.3狹義相對論的其他結論廣義相對論簡介班級： 姓名： 小組 ： 【學習目標】1知道相對論的速度變換公式，知道相對論質量，知道愛因斯坦質能方程。2、了解廣義相對性原理和等效原理，了解廣義相對論的幾個結論。【重點難點】1.理解狹義相對論的其他結論和廣義相對論的幾個結論。2.狹義相對論的其他結論簡單應用。【導學流程】1. 課前預習,自主學習（認真閱讀教材相關內容，獨立完成下列問題）1經過證明，物體運動的質量m與靜止時的質量m0_（填“相同”或“不相同”），兩個質量滿足的關系為_。從上式可以看出，當物

2、體的速度很大時（接近光速），物體的質量明顯_靜止時的質量。2按照相對論和基本力學規律可以推導出物體質量與能量之間的關系為_，這就是著名的_。該式表示，隨著一個物體質量的減小（也叫_），會_一定的能量，與此同時，另一個物體吸收了能量，質量會_。3廣義相對論認為，在任何參考系中，物理規律都是_。4等效原理的基本內容是一個均勻的_場與一個做_運動的參考系是等價的。5廣義相對論告訴我們，_的存在使得空間不同位置的_出現差別，物質的_使光線彎曲。二合作探究1、相對論速度變換公式仍以高速火車為例.設車對地面的速度為v，車上的人以速度u沿著火車前進的方向相對火車運動，那么他相對地面的速度u為多少？2、相對論

3、質量物體以速度v運動時的質量m和它靜止時的質量m0之間關系是怎樣的？微觀粒子的運動速度很高，它的質量明顯地大于靜止質量，這個現象必須考慮.例如，回旋加速器中被加速的粒子，在速度增大后質量增大，因此做圓周運動的周期變大，它的運動與加在D形盒上的交變電壓不再同步，所以回旋加速器中粒子的能量受到了限制.3、質能方程相對論另一個重要結論就是大家已經學過的愛因斯坦質能方程是什么樣的？4廣義相對性原理和等效原理在任何參考系中，物理規律都是相同的，這就是廣義相對性原理。一個均勻的引力場與一個做勻加速運動的參考系等價，這就是等效原理。5廣義相對論的幾個結論第一個結論，物質的引力使光線彎曲。20世紀初，人們觀測

4、到了太陽引力場引起的光線彎曲。觀測到了太陽后面的恒星。第二個結論，引力場的存在使得空間不同位置的時間進程出現差別。例如在強引力的星球附近，時間進程會變慢。天文觀測到了引力紅移現象，驗證了這一結論的成立。6、狹義、廣義相對論比較課堂自主檢測1如果宇航員駕駛一艘宇宙飛船，以接近光速的速度朝某一星球飛行，他是否可以根據下列變化感覺到自己在運動 ( )A身體質量在減小 B心臟跳動變慢C身體質量在增加 D永遠不可能由自身的變化知道他是否在運動2下列屬于廣義相對論結論的是 ( )A尺縮效應 B時間變慢C光線在引力場中彎曲 D物體運動時的質量比靜止時大大3設想有一艘飛船以v0.8c的速度在地球上空飛行，如果

5、這時從飛船上沿其運動方向拋出一物體，該物體相對于飛船的速度為0.9c，從地面上的人看來，物體的速度為()A1.7cB0.1cC0.99c D無法確定4關于相對論，下列說法正確的是()A狹義相對論認為，如果物體在地面上靜止不動，任何人在任何參考系里面測出物體的長度都是一樣的B狹義相對論認為，對于一切物理規律，所有的參考系都是平權的C狹義相對論認為相對于觀察者靜止的鐘走得是最慢的D廣義相對論認為一個做勻加速運動的參考系和一個均勻的引力場是等效的5回旋加速器給帶電粒子加速時，不能把粒子的速度無限制地增大，其原因是()A加速器功率有限，不能提供足夠大的能量B加速器內無法產生磁感強度足夠大的磁場C加速器

6、內無法產生電場強度足夠大的電場D速度增大使粒子質量增大，粒子運行的周期與交變電壓不再同步，無法再加速6一艘大船在平靜的大洋中勻速行駛，一個人在其密閉的船艙內向各個不同的方向做立定跳遠實驗，并想由此來判斷船航行的方向，假設他每次做的功相同，下列說法正確的是()A如果向東跳得最遠，則船向東行駛B如果向東跳得最近，則船向東行駛C他向各個方向跳的最大距離相同，不能由此判斷船行方向D他向各個方向跳的最大距離不同，但不能由此判斷船行方向7（多選）下列問題需要用相對論來進行解釋的是()A“嫦娥一號”的運行軌跡的計算 B噴氣式飛機的空中運行C人造太陽的反應過程 D紅矮星的演變過程8（多選）下列說法中正確的是(

7、)A物體的引力使光線彎曲 B光線彎曲的原因是介質不均勻而非引力作用C在強引力的星球附近，時間進程會變慢 D廣義相對論可以解釋引力紅移現象9（多選）黑洞是質量非常大的天體，由于質量很大，引起了其周圍的時空彎曲，從地球上觀察，我們看到漆黑一片，那么關于黑洞，你認為正確的是()A內部也是漆黑一片，沒有任何光B內部光由于引力的作用發生彎曲，不能從黑洞中射出C內部應該是很亮的D如果有一個小的黑體經過黑洞，將會被吸引進去10（多選）根據愛因斯坦質能方程，以下說法正確的是()A任何核反應，只要伴隨能量的產生，則反應前后各物質的質量和一定不相等B太陽不斷地向外輻射能量，因而太陽的總質量一定不斷減小C雖然太陽不

8、斷地向外輻射能量，但它的總質量是不可改變的D若地球從太陽獲得的能量大于地球向外輻射的能量，則地球的質量將不斷增大11星際火箭以0.8c的速率飛行，其運動質量為靜止質量的多少倍？12電子的靜止質量m09.11×1031kg，經電壓加速后速率為0.94c，求電子的相對論質量。13冥王星繞太陽公轉的線速率為4.83×103 m/s，求其靜止質量為運動質量的百分之幾？羇6設想地球上有一觀察者測得一宇宙飛船以0.60c的速率向東飛行，5.0s后該飛船將與個以0.80c的速率向西飛行的彗星相碰撞。試問：(1)飛船中的人測得彗星將以多大的速率向它運動？14設想地球上有一觀察者測得一宇宙飛船以0.60c的速率向東飛行，5.0s后該飛船將與一個以0.80c的速率向西飛行的彗星相碰撞。試問：(1)飛船中的人測得彗星將以多大的速率向它運動？(2)從飛船中的時鐘來看，還有多少時間允許它離開航線，以避免與彗星碰撞。(2)從飛船中的時鐘來看，還有多少時間允許它離開航線，以避免與彗星碰撞。答案：(1)0.946c(2)4.0s解析：這是一個相對論速度變換問題。取地球為S系，飛船為S系，向東為x軸正向，15.太陽在不斷地輻射能量，因而其質量不斷地減少。若太陽每秒鐘輻射的總能量為4×1026J，試計算太陽在一秒內