人教版高中物理选修3-4同步练习：《广义相对论简介》（2）（含答案）.doc

广义相对论简介广义相对论简介 同步练习同步练习( (二二) )1、将狭义相对性原理推广地理由是什么？2、广义相对性原理有怎样的意义？3、任何参考系，对于描述物理现象都是平权的，这就是 。4、爱因斯坦从 入手，研究与认识了等效原理，进而建立了研究 和 的广义相对论。5、在牛顿力学中，当物体所在的参考系相对于惯性系有加速度是，我们引入了惯性力，由于它没有施力物体， “不符合力是物体之间的相互作用”的定义，所以称为虚构的力。这虚构的力的本质是什么呢？在经典力学和狭义相对论中是不可理解的。更不可理解的是这种虚构的力有时可以抵消真实的力。假设在地球表面附近的引力场中有一个自由下落的参考系（例如一个自由下落的升降机内部） ，这一参考系中的一切物体都处于“失重”状态，它们所受的真实的地球引力被虚构的惯性力抵消了。再设想有一飞船在太空中，远离任何物体。飞船在加速飞行，加速度大小恰好等于地球表面的重力加速度 g。飞船中一人站在体重计上称自己的体重，与在地球上的一样，他首先想到：“我所乘坐的飞船现在正以加速度 g向上加速飞行，受到向下的惯性力 mg 作用，这个力正好等于我的体重。 ”他又一想，不一定是这样，可能是“飞船出了故障，仍然停在地球表面，体重计的读数正是地球对我的引力”，他运用所有的物理知识，都无法说明自己处于何中状态。结论是：这两种状态是无法区分的。从上述假设的结果可以得出什么样的结论？答案：答案：1、将狭义相对性原理推广地理由有两个第一是推广地必要性。首先，狭义相对论认为，对于描述物理现象，所有地惯性系都是平权地，但是惯性系与非惯性系是不平权地。力学和电磁学地运动规律（表述它们地各个方程）只在惯性系中成立，在非惯性系中不成立，因为这些方程的形式在洛伦兹变换下是不变的，而洛伦兹变换只能在两个惯性系间进行，不能在惯性系和非惯性系中进行。在狭义相对论中，惯性系比非惯性系优越得多。这就是说，狭义相对论认为自然界中存在一种绝对优越得参考系惯性系。这是经典力学中“绝对性”概念的残余。实际上自然界并不存在严格的惯性系，惯性系知识一种真实参考系的近似。其次，惯性系的定义本身存在这逻辑循环（同义反复） ，即用甲定义乙，又用乙定义甲。本来，惯性系定义为：不受外力作用的物体在其中做匀速直线运动或静止，这样的参考系叫做惯性系。而什么叫“不受外力作用”呢？回答是：在惯性系中做匀速运动或静止的物体才不受外力。于是出现了逻辑循环。第二个理由是推广的可能性。根据等效原理，惯性力场等效与引力场。这就是说，非惯性系与惯性系的唯一区别仅在其中存在一个引力场。这样，我们就可以在非惯性系中研究物理现象了。2、广义相对性原理取消了惯性系的特殊地位，最终消除了经典力学中“决定性”的残余。3、广义相对性原理4、非惯性系；引力本质；时空理论5、上述假设的结果表明，在局部空间区域，不可能将虚构的惯性力场与真实的引力场区分开来；二者的动力学效应是完全一样的。对于大的空间区域，一般是不存在这种等效性的。