人教版高中物理选修3-4同步练习：《广义相对论简介》（1）（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( (一一) )1、什么是广义相对性原理？2、回顾从亚里士多德到牛顿再到爱因斯坦的科学发展进程，我们得出什么样的体会？3、在爱因斯坦之后，人们是怎样发展爱因斯坦的理论的？4、设地球表面附近有一物体 A，受到地球引力可以表示为 F=GMmg/r2。式中 M 为地球质量，mg 就是通常说的物体的质量 m，它是物体本身的属性，在这里，它决定所受引力的大小，为了确切表达这种属性，我们给它起一个确切的名字，叫做物体的引力质量，用 mg 表示。另一方面，当力 f 作用于上述物体上时，它产生加速度 a，这是有 f=mIa，式中mI 也是通常所说的物体 A 的质量 m，它也是物体本身的性质，不过在这里它是该物体惯性的量度，为了确切表达这种属性，我们也给它起一个确切的名字，叫做物体的惯性质量。mI 也可以理解为物体对加速度的阻抗。从上面的定义明显可见，同一物体的引力质量何惯性质量是根本不同的两个物理量。物体的引力质量与所受的引力有关，而与物体的运动状态毫无关系；而惯性质量是对加速度的阻抗，在运动过程中（运动状态变化时）才体现出来。所以，我们没有任何先验的理由期望 mg 和 mI 之间可能存在任何联系。正如一个人的两种特征一样：甲的鼻子比乙的长，不能保证甲一定比乙跑得快。爱因斯坦曾这样描述：“地球以引力吸引石块而对其惯性质量毫无所知，地球得召唤力与引力质量有关；而石块所回答的运动与惯性质量有关。 ”虽然同一物体的 mg 和 mI 是完全不同的两个概念，但实验却证实了 mgmI。请列出你知道能证实它们相等的试验。5、等效原理有什么意义？答案：答案：1、在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理。2、可以体会到，任何物理理论都有自己的成功和失败的地方,或者有效和无效的范围解决老问题和提出新问题，往往是一个理论的两个方面牛顿解决了许多亚里士多德没有解决的问题，但也留下了自己的困难爱因斯坦解决了牛顿理论中的许多困难，但也带来了新的问题3、在爱因斯坦之后，人们主要从两方面发展爱因斯坦的理论，一是把广义相对论和量子论结合起来，一是把广义相对论与其它的基本相互作用统一起来。4、（1）伽利略比萨斜塔实验：假设除了物体 A 以外还有物体 A它们所受的万有引力恰好等于它们产生加速度的力（即假设 F=f），则有 mgmI。（2）厄缶实验于 1890 年和 1922 年所做的扭摆实验，以 10-8的高精度，对不同物体做了实验，证实了 mgmI。（3）少仁斯用放射性物质做实验，仍然证实了 mgmI。（4）1961 年，狄克(Dicke)以 10-10精度，1971 年，布拉津斯基又以 10-12的高精度，都证实了 mgmI5、等效原理逻辑简洁地、统一地处理了惯性力场与局部引力场地联系，自然地得出了物体地惯性质量恒等与引力质量地结论，即自然地解释了落体实验、厄缶实验等。