6.3 广义相对论初步 学案 (1)

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6.3
广义相对论初步
学案1
【学习目标】
初步了解广义相对论原理和等效原理，初步了解引力场对时间间隔和长度的影响，初步了解与广义相对论相关的天文观测事实。21cnjy.com
【学习重点】
广义相对论的等效原理；
【知识要点】
广义相对论的基本原理
在不同参考系中观察到的物体运动状态是不同的；
（2）惯性系与非惯性系的不同之处；
（3）在加速的非惯性系中引入惯性力使牛顿运动定律能在非惯性系中成立。
二、广义相对论的时空结构
①引力的存在对时间的影响
在引力场中，时钟变慢；引力场越强，时钟变得越慢。
②引力的存在对空间的影响
引力场的存在会使空间变形，在引力方向上，空间间隔不变，在与引力垂直的方向上，空间空隔变短，发生了弯曲，引力越强的地方，这种效应越明显。
三、广义相对论的实验检验
①水星近日点的进动
②光线在引力场中偏转
在引力场存在的情况下，光线是沿弯曲的路径传播的，引力场越强，弯曲越厉害。
③引力红移现象
④雷达回波延迟
【典型例题】
例题：在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光线垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是：（
）
A、船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播
B、船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播
C、航天员以飞船为参照系看到这束光是沿直线传播
D、航天员以飞船为参照系看到这束光是沿曲线传播
解析：在惯性参考系中，光是直线传播的，故A正确，B错误。而在非惯性参考系中，因为有相对加速度，根据等效原理，光将做曲线运动，D正确，C错误。21世纪教育网版权所有
【达标训练】
1．下列属于广义相对论结论的是
(
)
A．尺缩效应
B．时间变慢
C．光线在引力场中弯曲
D．物体运动时的质量比静止时大大
2．广义相对论认为，在任何参考系中，物理规律都是_____________。
3．等效原理的基本内容是一个均匀的_____________场与一个做__________________运动的参考系是等价的。21教育网
4．广义相对论告诉我们，____________的存在使得空间不同位置的____________出现差别，物质的____________使光线弯曲。21·cn·jy·com
5．．如果宇航员驾驶一艘宇宙飞船，以接近光速的速度朝某一星球飞行，他是否可以根据下列变化感觉到自己在运动
(
)www.21-cn-jy.com
A．身体质量在减小
B．心脏跳动变慢
C．身体质量在增加
D．永远不可能由自身的变化知道他是否在运动
答案：
1.C
2.相同的
3.引力，匀加速
4.引力场，时间进程，引力
5．D
【反思】
收获
疑问
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