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3狭义相对论的其他结论 4广义相对论简介 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 狭义相对论的其他结论 相对论速度变换公式 图15 3 4 1 1 公式 如图15 3 4 1火车行驶速度为v 人相对火车的速度u v和u 同向 那么人相对地面的速度u 负 2 适用情况 若图中车上人运动方向与火车运动方向相反 式中u 取 值 若两者运动方向不在同一直线上 上式不适用 1 经典力学 物体的质量是 2 相对论 物体的质量随物体速度的增加而 若m0是静止时质量 m是运动时质量 则m 质能方程 若m是物体质量 e是它具有的能量 则e 相对论质量 不变的 增加 mc2 1 广义相对性原理 在 参考系中 物理规律都是相同的 2 等效原理 一个均匀的引力场与一个做 运动的参考系等价 1 物质的引力使光线 2 引力位移 引力场的存在使空间不同位置的 出现差别 而使矮星表面原子发光频率 二 广义相对论简介 广义相对论的基本原理 广义相对论的几个结论 任何 匀加速 弯曲 时间进程 偏低 质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量的关系 一定的质量总是和一定的能量相对应 静止物体的能量为e0 m0c2 这种能量叫做物体的静能 每个静止的物体都具有静能 一 对质能方程的理解 物体的总能量e为动能与静能之和 即e ek e0 mc2 m为动质量 由质能关系式可知 e mc2 式中m0是物体静止时的质量 也称为静质量 m是物体以速度v运动时的质量 这个关系式表明 物体的质量会随物体的速度的增大而增大 微观粒子的速度很高 因此粒子运动的质量明显大于静质量 例如 回旋加速器中被加速的粒子的质量会随粒子的加速明显增加 导致粒子圆周运动的周期变大 它的运动与加在d形盒上的高变电压不再同步 回旋加速器加速粒子的最大能量因此受到了限制 教材资料分析 思考与讨论 教材p105 思考与讨论 教材p106 人造卫星以第一宇宙速度 约8km s 运动 问它的质量和静质量的比是多少 典例1 相对论质速关系和速度变化公式 答案1 00000000035借题发挥在v c时 可以认为质量是不变的 但当v接近光速时 m的变化一定要考虑 变式1 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 质能方程的理解和应用 典例2 解析由e mc2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借题发挥爱因斯坦的质能方程揭示了物质与运动的不可分割的属性 即一定的能量与相应的质量相联系 切不可理解为质量转化为能量 已知电子的静止能量为0 511mev 若电
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