高中物理 第6章 相对论与天体物理章末分层突破教师用书 鲁科版选修.doc

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1、第6章相对论与天体物理[自我校对]①光速②③l0④等效⑤弯曲_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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3、____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________狭义相对论1.狭义相对论的基本原理(1)狭义相对性原理：物理规律(力学、电磁学、光学)等对于所有惯性系都具有相同的形式．(2)光速不变原理：在任何惯性系中，光在真空中的速度恒为c，与光源的运动和观测者的运动无关．2．时间的相对性运动的时钟变慢：Δt＝.3．长

4、度的相对性一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小．公式为l＝l0.　如图61所示，列车以速度v匀速运动，在车厢里的人量得车厢高为d，一相对于车厢静止放在地板上的尺子的长度为L0.请思考：(1)地面上的人量得的车厢高度为多少？(2)地面上的人测得的尺子的长度为多少？图61【解析】　(1)在垂直于运动方向上长度不变，所以在竖直方向上车厢高度不变，所以地面上的人量得车厢高度为d.(2)由长度的相对性，尺子的长度为：L＝L0.【答案】　(1)d　(2)L0解决长度的相对性问题，应当注意(1)“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，这

5、种长度收缩并非幻觉，并非看上去短了，它的确变短了，它与物体的具体组成和结构无关，当物体运动的速度越接近光速，这种收缩效应就变得越显著．(2)在具体计算中要明确，长度收缩指的是只在物体运动方向上的长度收缩，在垂直于运动方向上的长度没有变化．广义相对论1.广义相对论的基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系(包括非惯性系)中物理规律都是相同的．(2)等效原理：匀加速参考系中的惯性力场与均匀引力场不可区分．2．广义相对论的时空结构——弯曲时空(1)引力场中，时钟变慢．(2)在与引力垂直的方向上，空间间隔变短，发生了弯曲．　下列说法中正确的是(　　)A．光线在引力场中仍

6、沿直线传播B．强引力场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．引力场越强的位置，时间进程越快E．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的【解析】　根据广义相对论的结论，由于太阳引力场的影响，使得光线发生弯曲，A错误．强引力场作用使光的波长变长、频率变低，所以光谱线向红端偏移，B正确．引力场越强的位置，时间进程越慢，所以C正确、D错误．物质的引力使得空间变形，发生弯曲，所以E正确．【答案】　BCE1.(2016·徐州一中检测)如图62所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的

7、观测者测得A、C两铁塔被先照亮的是________．图62【解析】　由“同时”的相对性可知，列车上的观察者观察到光信号先到达C.【答案】　C2．(2016·苏州一中检测)假如一对孪生兄弟A和B，其中B乘坐速度为v＝0.9c的火箭飞往大角星，而后又飞回地球．根据A在地球上的观测，大角星离地球有40万光年远，这次B往返飞行经历时间为80.8年．如果B在离开地球时，他们的年龄都为20岁，则当B回到地球时，A的年龄为__________岁，B的年龄为________岁.【导学号：】【解析】　设B在火箭惯性系中经历的时间为t′，根据时间延缓效应得：t＝，即80.8＝，解得t

8、′＝35.