5．下列说法中正确的是(　　 　 )

　　 A. 伽利略相对性原理指出：对于力学规律来说，一切惯性系都是等价的

　　 B. 狭义相对论的两个假设是爱因斯坦相对性原理和光速不变原理

　　 C. 爱因斯坦相对性原理指在所有做匀速直线运动的参考系中物理规律都是相同的

　　 D. 广义相对论的两条原理是广义相对性原理和等效原理

4．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是(　　 )

A、同时的绝对性与同时的相对性　　　　　

B、运动的时钟变慢与运动的尺子缩短

C、时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性　

D、相对性原理与光速不变原理

3．用相对论的观点判断下列说法是否正确　 (　　　　 )

A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变

B．在地面上的人看来，以10km/s的速度运动的飞船中的时钟会变快，但是飞船中的宇航员却看到时钟可能是准确的

C．在地面上的人看来，以10km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些

D．当物体运动的速度v<<c时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计

2．关于质量和长度下列说法中正确的是　　 (　　　　 )

　 A．物体的质量与位置、运动状态无任何关系，是物质本身属性

　 B．物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，忽略变化不计

　 C．物体的长度与运动状态无关，是物质本身的属性

　 D．物体的长度与运动状态有关，只是在速度较低的情况下，忽略变化不计

例1．如图5-1所示，强强乘速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5 c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为　　　 　　　　　。(填写选项前的字母)

(A)0.4c　　　 (B)0.5c　 　

(C)0.9c　　　 (D)1.0c

解析：(1)根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变。D项正确

点评：光速不变原理

知识：质量的相对性、长度的相对性

例2．某人测得一静止棒长为l、质量为m，于是求得此棒的线密度为，假定此棒以速度v在棒长方向上运动，此人再测棒的线密度应为多少，若棒在垂直长度方向上运动，它的线密度又为多少?

解析：这里包含有两个相对论效应：(1)沿棒长方向运动时的“长度收缩”效应；(2)运动物体的“质速关系”。

若棒(K系)以速度v相对观察者(K′系)沿棒长方向(x轴)运动，静止棒长l是固有长度，所以，运动长度为，运动质量

则线密度：

若棒在垂直长度方向上运动时，长度不变，即l”=l，运动质量仍为②式所示，则线密度：

答案：　　

点评：长度的相对性： ；相对论质量：

例题3.在狭义相对论中，下列说法正确的有(　　 )

　　 A. 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速

　　 B. 质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关

　　 C. 时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关

　　 D. 在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，在其他一切惯性系中也是同时发生的

解析：根据狭义相对论，光速是速度的极限值，所以A正确；根据狭义相对论，长度、质量、时间间隔都与运动状态有关，且都给出了具体的速度公式，所以B对，C错；同时是相对的，D错。正确选项为A、B。

答案： AB　

例4． 某物体的速度使其质量增加10%，则此物体在其运动方向上缩短了(　　 )

A. 10%　　 B. 90%　　 C. 10/11　　　D. 1/11　

解析：由相对论知=110%，

又根据尺缩效应公式知

故

答案：D

点评：质量相对性、长度的相对性

　 相对论单元测试

1．在狭义相对论中，下列哪些说法是正确的(　　 )

(1)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速

(2)质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变的

(3)惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些。(　　 )

A．(1)(3)是正确的　　　　　 B．(1)(2)是正确的

C．(1)(2)(3)是正确的　　　 D．(2)(3)是正确的

5．广义相对论简介：

(1)广义相对论的两个基本原理：

①广义相对性原理：在任何参考系中，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匀加速运动的参考系等价。

(2)广义相对论的几个结论：

①物质的引力使光线弯曲。

②引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别

4．狭义相对论的其他结论：

(1)相对论速度变换公式：

式中v为高速火车相对地的速度，u′为车上的人相对于车的速度，u为车上的人相对地面的速度。

对于低速物体u′与v与光速相比很小时，根据公式u=可知<<c，这时u≈，这就是经典物理学的速度合成法则。

对于高速物体u′、v与光速相等时，即u′=c，不论v如何取值，在什么参考系中观察，光速都是c。

注意这一公式仅适用于u′、v在一直线上的情况，当u′与v相反时，u′取负值

(2)相对论质量：

式中m₀为物体静止时的质量，m为物体以速度v运动时的质量，由公式可以看出随v的增加，物体的质量随之增大。

(3)质能方程：

3．时间和空间的相对性：

(1)“同时”的相对性：“同时”是相对的。在一个参考系中看来“同时”的，在另一个参考系中却可能“不同时”。

(2)长度的相对性：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。即

式中l是与杆相对运动的人观察到的杆长，l₀是与杆相对静止的人观察到的杆长。

注意：①在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化。

②这种长度的变化是相对的，如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与他们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了。

(3)时间间隔的相对性：从地面上观察，高速运动的飞船上时间进程变慢，飞船上的人则感觉地面上的时间进程变慢。

Δt=

式中是与飞船相对静止的观察者测得的两事件的时间间隔，是地面上观察到的两事件的时间间隔。

(4)相对论的时空观：经典物理学认为，时间和空间是脱离物质而独立存在的，是绝对的，二者之间也没有联系；相对论则认为时间和空间与物质的运动状态有关，物质、时间、空间是紧密联系的统一体。

2．狭义相对论的两个基本假设：

(1)狭义相对性原理：在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的。

(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。

1．伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。