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第4讲 相对论的速度变换公式质能关系 第5讲广义相对论点滴(选学),目标定位1.知道相对论速度变换公式、相对论质量和质能方程.2.了解广义相对论的基本原理.3.初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据,一、相对论的速度变换公式质能关系 1相对论的速度变换 在以速率u相对于参考系S运动的参考系S中，一物体沿与u相同的方向以速率v运动时，在参考系S中，它的速 率为v_.,2相对论质量和能量 (1)爱因斯坦的质能关系式E_，m是物体的质量，E是它所包含的能量，c是光在真空中的速率 (2)物体以速率v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的 关系：m_. (3)与静质量对应的能量称为静能量，为E0_.,mc2,m0c2,二、广义相对论点滴(选学) 1广义相对性原理和等效原理 (1)广义相对性原理 在_中物理规律都是_的 (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_是等效的 2支持广义相对论的几个观测结果 (1)光在引力场中传播时，将会发生_，而不再是直线传播 (2)引力作用使光波发生_,任何参考系,一样,惯性系统,偏折,频移,(3)在引力场中时间也会_，引力越强，时钟就走得越_ (4)水星绕太阳运动的轨道与根据牛顿万有引力定律计算所得的不一致 (5)当两个天体相互绕转时，会向外界辐射出_ 3宇宙的演化 (1)20世纪40年代末，物理学家伽莫夫把宇宙膨胀与粒子反应理论结合起来，提出宇宙大爆炸假说 (2)宇宙大爆炸理论最大说服力的证据是宇宙背景辐射的发现.,延缓,慢,引力波,一、对相对论速度变换公式的理解,1当物体运动方向与参考系相对地面的运动方向相反时，公式中的v取负值 2若物体运动方向与参考系运动方向不共线，此式不可用 3由公式可知：v一定比uv小，但当u和v都比c小得多时，可认为vuv，这就是低速下的近似，即经典力学中的速度叠加 4当vuc时，vc，证明了光速是速度的极限，也反证了光速不变原理,【例1】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,二、对相对论质量和质能方程的理解,【例2】为使电子的质量增加到静止质量的两倍，需有多大的速度() A6108 m/sB3108 m/s C2.6108 m/sD1.5108 m/s,【例3】1905年，爱因斯坦创立了“相对论”，提出了著名的质能方程，下面涉及对质能方程理解的几种说法中正确的是() A若物体能量增大，则它的质量增大 B若物体能量增大，则它的质量减小 C若核反应过程质量减小，则需吸收能量 D若核反应过程质量增大，则会放出能量 解析由Emc2可知，若E增大，则m增大；若E减小，则m减小，A正确，B错误；若m减小，则E减小，若m增大，则E增大，C、D均错误 答案A,1广义相对性原理与狭义相对性原理并不相同狭义相对性原理仅适用于惯性系，而广义相对性原理适用于一切参考系 2光线在引力场中弯曲以及引力红移现象都是在引力场很强的情况下产生的效应 3光在同一种均匀介质中沿直线传播的现象，在我们的日常生活中仍然成立,三、对广义相对论的理解,【例4】(多选)下列说法中正确的是() A物质的引力使光线弯曲 B光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用 C在强引力的星球附近，时间进程会变慢 D广义相对论可以解释引力红移现象 解析由广义相对论可知：物质的引力使光线弯曲；引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别，如在矮星表面的引力很强，那里的时间进程变慢，从而导致引力红移，所以正确选项为A、C、D 答案ACD,
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