5.4走近广义相对论-5.5无穷的宇宙 学案(2020年沪科版高中物理选修3-4)
2018_2019版高中物理第5章新时空观的确立5.4走近广义相对论5.5无穷的宇宙课件沪科版选修3_4201901102138
[知识深化] 1.宇宙的起源 (1)关于宇宙起源，目前最有影响的理论是宇宙的大爆炸学说. (2)宇宙大爆炸的证据：宇宙空间存在当时产生的微波辐射. 2.宇宙的演化
(1)天文学家哈勃用望远镜对远距离星云观测时发现遥远的恒星发出的
光谱线普遍存在“红移”现象.这一现象表明：那些恒星正离我们远去，
也说明星系系统处于一种膨胀状态.
B.光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用
C.在强引力的星球附近，时间进程会变慢 √ D.广义相对论可以解释引力红移现象 √ 解析 由广义相对论的几个结论可知A、C、D正确.
1
2
3
4
解析
答案
内部文件，请勿外传
解析 答案
三、无穷的宇宙
[导学探究] 关于宇宙起源，目前比较有影响的理论是什么？ 答案 比较有影响的理论是宇宙大爆炸学说，即我们的宇宙是从一个
尺度极小的状态发展演化出来的 .1929 年美国天文学家哈勃发现银河 系以外的大多数星系都在远离我们而去，距离越远，离开的速度越大， 后来的分析表明，这是由于我们所处的宇宙正在膨胀，因此星系间距 离在不断增大，在任何地方看起来，其他星系都在远离自己.
船正在向远离任意天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星
球的引力场中.实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到 底是加速运动还是停泊在某个行星的表面.
解析 答案
二、广义相对论的预言与证实
[导学探究]
你知道广义相对论的一些有趣的结论吗？
答案 时空弯曲、光线弯曲、引力红移
答案
[知识深化] 广义相对论的几个结论 1.时空弯曲：广义相对论认为，时空不是平直的，而是弯曲或“扭曲” 的，扭曲的根本原因在于时空中物质的质量或能量的分布 . 如果质量 越大，时空弯曲的程度也就越大. 2.光线弯曲：在引力场存在的情况下，光线是沿弯曲的路径传播的. 3.引力红移：在强引力场中，时钟要走得慢些.因此，光在引力场中传 播时，它的频率会变低，波长会变长.
上海科技教育出版社高中物理选修3-4：走近广义相对论
③对于一个以速率v运动的物体，其动 Ek＝E－E0＝mc2－m0c2. ④物体的总能量为动能与静质能之和，即E ＝Ek＋E0＝mc2(m为动质量)． ⑤由质能方程可知ΔE＝Δmc2. ⑥相对论能量、质能关系 物体的总能量：E＝Ek＋m0c2＝mc2 其中m0c2称为静质Hale Waihona Puke ．对广义相对论的进一步认识
走近广义相对论
走近广义相对论 1.广义相对论的两个基本原理 (1)在任何参考系中(包括惯性参考系)，物理 __过__程_____和__规__律_____都是相同的，这一 原理叫做广__义__相__对__性_原__理_________． (2)一个均匀引力场与一个做加速运动的 _参__考_系____ 等 价 ． 这 一 原 理 叫 做 __等_效__原__理___．
期变大，它的运动与加在D形盒上的交变电 压不再同步，回旋加速器的加速能量因此受 到了限制．
(2)质能方程 爱因斯坦质能方程 E＝mc2＝
m0c2 1－vc2
.
理解这个公式请注意： ①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． ②静止物体的能量为E0＝m0c2，这种能量 做物体的静质能，每个有静质量的物体都具 有静质能．
引力场是由质量不为零的物质产生的，引力 使时空发生变化，也就是物质的存在使时间 的流逝和空间的大小发生变化，广义相对论 的时空结构认为时间和空间不仅与参考系有 关，还与物质的运动和分布有关，在密度越 大，质量越大处时空弯曲越严重． 4.广义相对论的实验检验 (1)水星近日点的进动；
(2)光线在引力场中的弯曲； (3)引力红移． 例1 假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外 界没有任何联系．但是航天员观察到飞船内没 有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分 析这些物体运动的原因及由此得到的结论．
高中物理第五章相对论第四节广义相对论第五节宇宙学简介学案含解析粤教版选修3_4
第四节 广义相对论第五节 宇宙学简介宇宙学的新进展．一、广义相对论的大体原理1．等效原理在物理学上，引力场等效于一个做匀加速运动的参考系． 2．广义相对性原理广义相对论以为在任何参考系中，物理规律都是相同的．二、广义相对论的要紧结论 1．光线在引力场中偏转依照广义相对论，物质的引力会使光线弯曲，引力场越强，弯曲越厉害．2．引力红移依照广义相对论，引力场的存在使得空间不同位置的时刻进程显现不同．3．水星近日点的进动天文观测显示，行星的轨道并非是严格闭合的，它们的近日点（或远日点）有进动．三、人类对宇宙演化的熟悉1．爱因斯坦利用广义相对论来考察宇宙学，成立了现代宇宙学的第一个宇宙模型——由弯曲空间组成，没有边界没有中心，宇宙中有物质，但在整体上是无运动的，因此这是一个有限的、静态的宇宙．2．科学家们已经计算出宇宙的大小为×1026米～×1026米，年龄为×1010年～×1010年．四、宇宙学的新进展科学家在宇宙中探讨，发觉了许多新奇的现象，超新星的暴发，惊人的中子星，恐怖的“黑洞”，有趣的“白洞”和“虫洞”……对广义相对论的大体原理和几个结论的明白得．1．狭义相对论无法解决哪两个问题？答案：万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架和狭义相对论是惯性参考系之间的理论．2．如何明白得广义相对性原理？答案：广义相对性原理关键一点是适用于任何参考系．3．如何明白得等效原理？答案：咱们能够从引力场和匀加速参考系产生的成效上来考虑等效原理，引力场的作用是使物体加速向下运动，若是参考系是加速向上运动的，咱们将会观看到静止的物体也“向下”运动，它们二者产生的成效是一样的，因此称为等效原理．4．广义相对论的结论是如何验证的？答案：物质的引力使光线弯曲：1915年5月29日的一第二天全食，两支英国考察队别离赴几内亚湾和巴西观测，其结果证明了引力使光线弯曲的结论．这是广义相对论最先的证明．强引力场周围的时刻进程会变慢：引力红移现象已经证明了此结论．引力红移已经在天文观看中取得证明，宇宙中有一类恒星，体积小、密度大，叫做矮星，它们形成的引力场专门强，经观测，那里的原子发光的频率比同种原子在地球上发光的频率低，看起来偏红．这就证明引力红移的存在，也证明了强引力场周围的时刻进程会变慢．5．假设宇宙飞船是全封锁的，航天员与外界没有任何联系．可是航天员观看到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的缘故及由此取得的结论．答案：飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的缘故可能是飞船正在向远离任何天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中．事实上飞船内部的任何物理进程都不能告知咱们飞船究竟是加速运动仍是停泊在一个行星的表面．那个事实使咱们想到：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价．在一个加速运动的参考系中观看，光束会弯曲吗？引力对光束的效应那个现象告知咱们什么？答案：弯曲引力的存在使空间变形．解析：在一个加速运动的参考系中观看，光束会弯曲，因为加速运动的参考系中显现的惯性力等效于引力，使得光线发生了弯曲，引力对光束的效应说明，引力的存在使空间变形．1．狭义相对论的相对性原理仅适用于惯性系，广义相对性原理适用于一切参考系．2．相对论力学并无推翻经典力学．经典力学是相对论在低速运动时的特例．1．以下说法中不正确的选项是（）．A．物质的引力使光线弯曲B．光线弯曲的缘故是由于介质不均匀而非引力作用C．在强引力的星球周围，时刻进程会变慢D．广义相对论能够说明引力红移现象答案：B解析：由广义相对论的结论知A、C、D均正确，B错误．2．以下哪些属于广义相对论的结论（）．A．尺缩效应B．时刻变慢C．光线在引力场中偏转D．水星近日点的进动答案：CD解析：证明广义相对论的实例有：①光线在引力场中偏转；②水星近日点的进动．3．人类第一个进入太空的宇航员是（）．A．美国人 B．苏联人C．中国人 D．德国人答案：B解析：苏联和美国是载人航天技术开展较早的国家．第一个登上月球的是美国宇航员阿姆斯特朗，第一个进入太空的是苏联宇航员加加林．中国于2003年10月16日实现载人航天．4．人类最先对宇宙的熟悉学说是（）．A．地心说 B．日心说C．大爆炸学说 D．以上说法都不正确答案：A解析：人类对宇宙的熟悉是一个渐近的进程，在人类历史上，相当长的时期内，人们以为地球是宇宙的中心，后来哥白尼提出了“日心说”，以为太阳是宇宙中心，后来人类对宇宙的起源进行探讨，物理学家伽莫夫提出了大爆炸学说．5．关于宇宙的成因，目前比较易被同意的是宇宙起源于______．答案：大爆炸解析：目前关于宇宙成因有许多说法，其中具代表性并为多数科学家所同意的是“大爆炸”学说，以为宇宙起源于一次大爆炸．尽管“大爆炸”学说受到很多人支持，但仍有很多不解之谜．。
高中物理沪科版选修3-5 4.4 粒子物理与宇宙的起源 学案
4.4粒子物理与宇宙的起源[先填空]1.对粒子的认识过程(1)“基本粒子”：知道原子核的组成之后，人们以为电子、质子、中子等是组成物质的最基本的粒子.(2)新粒子的发现①1912年，赫斯证实有射线从宇宙空间射来，之后，许多物理学家对宇宙射线研究发现了一些新粒子.②人们用高能加速器实验，发现了更多的新粒子，如1937年发现μ子，1947年发现了k介子和π介子，此后又发现了子，现在已发现的粒子总数达400多种.2.夸克模型(1)夸克：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的.(2)分类：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克；上夸克、下夸克带的电荷量分别为元电荷的＋23e或－13e.(3)意义：电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷，但人们还无法获得自由的夸克.3.粒子的类型(1)强子：参与强相互作用，包括质子、中子、介子和超子.(2)轻子：不参与强相互作用，包括电子、μ子、τ子以及与之相联系的三种中微子.(3)传递相互作用的粒子：包括传递电磁作用的光子、传递弱相互作用的中间玻色子W±、Z0，以及传递强相互作用的胶子.4.加速器和粒子物理：粒子物理学研究的工具是高能加速器和粒子探测器.高能加速器是指能使粒子能量达到3×109_eV以上的加速器.[再判断]1.质子、中子、电子都是不可再分的基本粒子.(×)2.质子和反质子的电量相同，电性相反.(√)3.按照夸克模型，电子所带电荷不再是电荷的最小单元.(√)[后思考]1.为什么说基本粒子不基本？【提示】一方面是因为这些原来被认为不可再分的粒子还有自己的复杂结构，另一方面是因为新发现的很多种新粒子都不是由原来认为的那些基本粒子组成的.2.什么是反粒子？所有的粒子都存在反粒子吗？【提示】实验发现，许多粒子都有和它质量相同而电荷及其他一些物理量相反的粒子，叫反粒子.按照粒子的对称性，有一个粒子，就应该有一个反粒子.[核心点击]1.新粒子的发现及特点(1)质子是最早发现的强子，电子是最早发现的轻子，τ子的质量比核子的质量大，但力的性质决定了它属于轻子.(2)粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子，它们相遇时会发生“湮灭”，即同时消失而转化成其他的粒子.4.加速器的种类有：(1)回旋加速器，(2)直线加速器，(3)对撞机.1.关于粒子，下列说法正确的是( )A.电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子B.强子中也有不带电的粒子C.夸克模型是探究三大类粒子结构的理论D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位E.超子的质量比质子的质量还大【解析】 由于质子、中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子，不同夸克构成强子，有的强子带电，有的强子不带电，故A错误，B正确；夸克模型是研究强子结构的理论，不同夸克带电不同，分别为＋23e和－e3，说明电子电荷不再是电荷的最小单位，C错误，D正确；超子属于强子，其质量比质子质量还大些，E正确.【答案】BDE2.在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在.(1)中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(10n)和正电子(0＋1e)，即中微子＋11H―→10n＋0＋1e.可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________.(填写选项前的字母)A.0和0B.0和1C.1和0D.1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即0＋1e＋0－1e―→2γ.已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，反应中产生的每个光子的能量约为________J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是________.(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.【解析】(1)发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0，A正确.(2)产生的能量是由于质量亏损.两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，则E＝Δmc2，故一个光子的能量为E2，代入数据得E2＝8.2×10－14 J.正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒定律.(3)物质波的波长为λ＝hp，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即p＝2mE k，因为m n>m e，所以p n>p e，故λn<λe.【答案】见解析处理新粒子问题的方法核反应过程中新生成的粒子和实物粒子一样，也能产生物质波，它们之间发生相互作用时，同样遵循动量守恒定律等力学规律，所以应熟练地掌握物理知识和物理规律，并灵活应用.[先填空]1.宇宙的演化宇宙是由一个超高温、超高密度的“原始火球”发生大爆炸而开始形成的.大爆炸之后随温度的降低，宇宙物质从密到疏，逐渐形成气态物质、气云、恒星体系，成为今天的宇宙天体.2.恒星的演化(1)形成：大量星际物质逐渐凝聚成星云，大块星云在引力作用下逐渐凝成原恒星.(2)演化①原恒星收缩，温度升高达7×106_K时，开始氢聚变成氦的热核反应，产生的斥力与引力达到平衡，恒星进入相对稳定阶段，迄今90%的恒星处在该阶段，时间持续约100亿年左右.②随着氢的减少，核反应的能量不足，星体又开始收缩、温度随之上升，温度达到1×108K时，发生“氦燃烧”形成碳，恒星演化为红巨星.③恒星核能耗尽就进入末期，其形态有白矮星、中子星和黑洞.。
沪科版高中物理目录
必修一开篇?激动人心的万千体验1、物理学——理性的追求2、物理学——人类文明的3、学物理——探究求真第一章?怎样描述物体的运动1、走近运动2、怎样描述运动的快慢3、怎样描述运动的快慢4、怎样描述速度变化的快第二章?研究匀变速直线运动的规律1、伽利略对落体运动的研2、自由落体运动的规律3、匀变速直线运动的规律4、匀变速直线运动规律的第三章?力与相互作用1、牛顿第三定律2、形变的力3、摩擦力4、分析物体的受力情况第四章?怎样求合力与分力1、怎样求合力2、怎样分解力3、共点力的平衡及其应用第五章?研究力和运动的关系1、牛顿第一定律2、牛顿第二定律3、牛顿运动定律的案例分4、超重和失重必修二第一章?怎样研究抛体运动1、飞机投弹和运动的合成2、平抛运动的规律3、研究斜抛运动第二章?研究圆周运动1、怎样描述圆周运动2、怎样研究匀速圆周运动3、圆周运动的案例分析4、研究离心现象及应用第三章?动能的变化与机械功1、探究动能变化跟功的关2、动能定理的案例分析3、研究功与功率第四章?能量守恒与可持续发展1、势能的变化与机械功2、研究机械能守恒定律3、能量的转化与守恒4、能源与可持续发展第五章?万有引力与航天1、从托勒密到开普勒2、万有引力定律是怎样发3、万有引力定律的案例分4、飞出地球去第六章?经典力学与现代物理1、经典力学的巨大成就和2、狭义相对论的基本原理3、爱因斯坦心目中的宇宙4、微观世界与量子论选修1-1第一章?从富兰克林到库仑1.1从闪电谈起1.2电学中的第一个定律1.3物质的又一种形态1.4静电与生活第二章?打开电磁联系的大门2.1提示电磁联系的第一2.2安培力与磁感应强度2.3改写通信史的发明—2.4电子束编转的奥秘第三章?划时代的发现3.1法拉第的探索3.2一条来之不易的规律3.3发电机与电动机3.4电能与社会3.5伟大的丰碑——麦克第四章?电磁波与现代通信4.1电磁波的发现4.2无线电波与现代通信4.3信息的获取——传感第五章?走进现代化家庭5.1客厅里的精彩5.2厨房里的革命5.3现代化家庭选修1-2第一章?人类对热现象的探索1.1关于热本质的争议1.2走进分子世界1.3研究分子运动的新方第二章?热力学定律和能量守恒2.1揭开温度与内能之迷2.2热力学第一定律2.3伟大的守恒定律2.4热力学第二定律第三章?热机和第一次工业革命3.1一项推动大生产的发3.2蒸汽机与社会发展3.3热机发展之路第四章?热与生活4.1内能的利用4.2营造一个四季如春的4.3打开太阳能的宝库第五章?电能和第二次工业革命5.1怎样将电能输送到千5.2辉煌的电气化时代5.3改变世界的工业革命第六章?能源与可持续发展6.1神秘的射线6.2一把双刃剑——放射6.3核反应与核能6.4重核裂变6.5轻核聚变6.6能源利用与可持续发选修2-1第一章?多用电表与直流电路1.1学习使用多用电表1.2多用电表表头的工作1.3多用电表测量电流、1.4电源电动势?闭合1.5多用电表测量电阻电1.6多用电表功能的扩展第二章?显像管与电磁力2.1学习使用示波器2.2示波管与电场力2.3显像管与洛仑兹力2.4电磁力技术与现代科第三章?发电、输配电与电磁感应3.1划时代的发现3.2发电机与交变电流3.3输电与配电3.4变压器3.5电能与社会第四章?广播电视与电磁波4.1收音机与电磁波4.2设计制作:用集成电4.3电视4.4电磁波家族第五章?互联网与信息时代5.1信息的获取——传感5.2设计制作：用传感器5.3信息的处理——电脑5.4电脑是怎样工作的5.5信息的传输——互联5.6移动通信和卫星通信选修2-2第一章?桥梁与承重结构1.1《课程标准》的要求1.2编写思路与特点1.3教材说明与教学建议1.4课程资源第二章?起重机与平衡2.1《课程标准》的要求2.2编写思路与特点2.3教材说明与教学建议2.4课程资源第三章?汽车与传动3.1《课程标准》的要求3.2编写思路与特点3.3教材说明与教学建议3.4课程资源第四章?热机与能量转化4.1《课程标准》的要求4.2编写思路与特点4.3教材说明与教学建议4.4课程资源第五章?家用制冷设备及其原理5.1《课程标准》的要求5.2编写思路与特点5.3教材说明与教学建议5.4课程资源选修2-3第一章?光学仪器与光的折射规律1.1照相机与透镜成像规1.2展示精彩瞬间1.3测定玻璃的折射率1.4眼睛的延伸——显微1.5设计制作：简易望远第二章?光学技术与光的波动性2.1立体电影与光的偏振2.2增透技术与光的干涉2.3光栅与光的衍射第三章?激光与激光器3.1神奇的激光3.2激光与激光技术3.3新型电光源第四章?射线技术与原子结构4.1人类探索原子结构的4.2X射线与CT诊断技4.3碳—14测定技术与4.4放射性同位素的应用第五章?核能与社会5.1核反应堆与核裂变5.2核电站是怎样工作的5.3核武器?核聚变5.4核能与社会选修3-1第一章?电荷的相互作用1.1静电现象与电荷守恒1.2探究电荷相互作用规1.3静电与生活第二章?电场与示波器2.1认识和使用示波器2.2探究电场的力的性质2.3研究电场的能的性质2.4电容器?电容2.5电子束在示波管中的第三章?从电表电路到集成电路3.1学会使用多用电表3.2探究电流、电压和电3.3探究电阻定律3.4多表电表电路分析与3.5逻辑电路与集成电路第四章?探究闭合电路欧姆定律4.1探究闭合电路欧姆定4.2测量电源的电动势和4.3典型案例分析4.4电路中的能量转化与第五章?磁场与回旋加速器5.1磁与人类文明5.2怎样描述磁场5.3探究电流周围的磁场5.4探究安培力5.5探究洛仑兹力5.6洛仑兹力与现代科技选修3-2第一章?研究交变电流1.1怎样描述交变电流1.2探究电阻、电感和电1.3怎样计算交变电流的第二章?电磁感应与发电机2.1电磁感应——划时代2.2探究感应电流的方向2.3探究感应电动势的大2.4电磁感应与交流发电2.5电磁感应的案例分析第三章?电磁感应与现代生活3.1自感现象与日光灯3.2涡流现象与电磁灶3.3电磁感应与现代生活第四章?电能的输送与变压器4.1高压输电原理4.2变压器为什么能改变4.3三相交流电及其电路4.4电能的开发与利用第五章?传感器与现代社会5.1传感器的原理5.2研究热敏电阻的温度5.3信息时代离不开传感选修3-3第一章?用统计思想研究分子运动1.1一种新的研究方法1.2走过分子世界1.3无序中的有序1.4用统计思想解释分子1.5物体的内能第二章?气体定律与人类生活2.1气体的状态2.2破意耳定律2.3查理定律和盖·吕萨2.4空气的湿度与人类生第三章?固体、液体与新材料3.1研究固体的性质3.2研究液体的表面性质3.3液晶与显示器3.4半导体材料和纳米材第四章?热力学定律与能量守恒4.1热力学第一定律4.2能量守恒定律发现的4.3热力学第二定律4.4描述无序程度的物理第五章?能源与可持续发展5.1能源利用与环境污染5.2能源开发与环境保护5.3节约能源、保护资源选修3-4第一章?机械振动1.1研究简谐运动1.2探究摆钟的物理原理1.3探究单摆振动的周期1.4受迫振动与共振第二章?机械波2.1机械振动的传播2.2有关机械波的案例分2.3惠更斯原理?波的2.4波的干涉与衍射2.5多普勒效应第三章?电磁场与电磁波3.1麦克斯韦的电磁场理3.2电磁波的发现3.3无线电通信3.4电磁波家族第四章?光的波动性4.1光的干涉4.2光的衍射4.3光的偏振与立体电影4.4光的折射4.5全反射与光导纤维4.6激光第五章?新时空观的确立5.1电磁场理论引发的怪5.2狭义相对论的基本原5.3奇特的相对论效应5.4走近广义相对论5.5无穷的宇宙选修3-5第一章?碰撞与动量守恒1.1探究动量变化与冲量1.2探究动量守恒定律1.3动量守恒定律的案例1.4美妙的守恒定律第二章?波和粒子2.1拨开黑体辐射的疑云2.2涅盘凤凰再飞翔2.3光是波还是粒子2.4实物是粒子还是波第三章?原子世界探秘3.1电子的发现及其重大3.2原子模型的提出3.3量子论视野下的原子3.4光谱分析在科学技术第四章?从原子核到夸克4.1原子核结构探秘4.2原子核的衰变4.3让射线造福人类4.4粒子物理与宇宙的起第五章?核能与社会5.1核能来自何方5.2裂变及其应用5.3聚变与受控热核反应5.4核能利用与社会发展。
高中物理 第5章 新时空观的确立 5.4 走近广义相对论 5.5 无穷的宇宙学案 沪科版选修3-4.doc
5.4 走近广义相对论5.5 无穷的宇宙[学习目标] 1.了解广义相对论的两个基本原理.2.初步了解广义相对论的几个结论及主要观测证据.3.了解宇宙的演化．1．广义相对论的两条基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系中(包括惯性参考系)，物理过程和规律都是相同的．(2)等效原理：一个均匀引力场与一个做加速运动的参考系等价．2．广义相对论的预言与证实天体间的引力作用使时空弯曲，引力场存在时，光线弯曲、光在传播时频率变低(引力红移)，这些结论通过宇宙中观测到的一些现象(比如：行星轨道不是严格封闭的，宇宙中的“海市蜃楼”、太阳光谱中的钠谱线的引力红移等)得到证实．3．无穷的宇宙关于宇宙的起源，目前比较有影响的理论是物理学家伽莫夫的宇宙大爆炸学说．该理论认为，宇宙从最初的温度极高、密度极大、体积极小开始，随着爆炸的发生，不断地向各个方向迅速膨胀．宇宙演化的过程是：从粒子到恒星到黑洞．一、广义相对论的两个基本原理[导学探究] 乘电梯时，当电梯开始启动上升时，你有什么感受？如果电梯一直加速上升，你又会有什么感受？答案电梯启动实际上是一个加速过程，正是这个加速度使你感到被向下压，产生沉重的感觉，即出现超重．也就是说，在电梯加速上升时，好像地球对你的引力增加了，因此，我们完全可以认为，电梯这个加速参考系就相当于给你加上了一个均匀向下的引力．[知识深化] 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(包括惯性参考系)，物理过程和规律都是相同的．2．等效原理：一个均匀引力场与一个做加速运动的参考系等价．例1假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．根据这一现象航天员能判断飞船处于某一星球表面吗？答案不能解析飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离任意天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中．实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在某个行星的表面．二、广义相对论的预言与证实[导学探究] 你知道广义相对论的一些有趣的结论吗？答案时空弯曲、光线弯曲、引力红移[知识深化] 广义相对论的几个结论1．时空弯曲：广义相对论认为，时空不是平直的，而是弯曲或“扭曲”的，扭曲的根本原因在于时空中物质的质量或能量的分布．如果质量越大，时空弯曲的程度也就越大．2．光线弯曲：在引力场存在的情况下，光线是沿弯曲的路径传播的．3．引力红移：在强引力场中，时钟要走得慢些．因此，光在引力场中传播时，它的频率会变低，波长会变长．例2在日全食的时候，通过仪器可以观察到太阳后面的恒星，这说明恒星发出的光( ) A．经太阳时发生了衍射B．可以穿透太阳及其他障碍物C．在太阳引力场作用下发生了弯曲D．经过太阳外的大气层时发生了折射答案 C解析根据爱因斯坦的广义相对论可知，光线在太阳引力场作用下发生了弯曲，所以可以在适当的时候(如日全食时)通过仪器观察到太阳后面的恒星，故C正确．三、无穷的宇宙[导学探究] 关于宇宙起源，目前比较有影响的理论是什么？答案比较有影响的理论是宇宙大爆炸学说，即我们的宇宙是从一个尺度极小的状态发展演化出来的.1929年美国天文学家哈勃发现银河系以外的大多数星系都在远离我们而去，距离越远，离开的速度越大，后来的分析表明，这是由于我们所处的宇宙正在膨胀，因此星系间距离在不断增大，在任何地方看起来，其他星系都在远离自己．[知识深化]1．宇宙的起源(1)关于宇宙起源，目前最有影响的理论是宇宙的大爆炸学说．(2)宇宙大爆炸的证据：宇宙空间存在当时产生的微波辐射．2．宇宙的演化(1)天文学家哈勃用望远镜对远距离星云观测时发现遥远的恒星发出的光谱线普遍存在“红移”现象．这一现象表明：那些恒星正离我们远去，也说明星系系统处于一种膨胀状态．(2)在宇宙演化过程中，黑洞是恒星演化的结果．(3)黑洞本身不能发出光线，所以不可能直接显示它的存在．但是，可以观察到它巨大的引力场对周围物质产生的效应．例3 观察遥远的恒星发出的光谱会出现“引力红移”说明什么？答案 根据多普勒效应，如果恒星向着我们运动，光的颜色偏蓝；如果恒星离我们而去，光的颜色偏红．遥远的恒星发出的光谱与地球上同种物质的光谱相比，其波长变长，即向红色的一端移动，这说明：不管往哪个方向看，远处的星系正急速地远离我们而去．1．走近广义相对论⎩⎪⎨⎪⎧ 两个基本原理⎩⎪⎨⎪⎧ 广义相对性原理等效原理广义相对论的几个结论⎩⎪⎨⎪⎧ 时空弯曲光线弯曲引力红移 2．无穷的宇宙⎩⎨⎧ 宇宙的起源⎩⎪⎨⎪⎧ 大爆炸学说大爆炸的证据：微波辐射宇宙的演化⎩⎪⎨⎪⎧膨胀状态黑洞是恒星演化的结果1．宇宙的大爆炸学说是俄裔美国物理学家______提出的．答案 伽莫夫2．黑洞是________演化的结果．答案 恒星3．(多选)广义相对论的两个基本原理是指( )A ．光速不变原理B ．广义相对性原理C ．等效原理D ．同时的相对性答案 BC解析 根据广义相对论基本原理内容．4．(多选)下列说法中正确的是( )A．物质的引力使光线弯曲B．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D．广义相对论可以解释引力红移现象答案ACD解析由广义相对论的几个结论可知A、C、D正确．课时作业一、选择题1．(多选)下列说法中正确的是( )A．万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释B．电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释C．狭义相对论是惯性参考系之间的理论D．万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架答案BCD解析狭义相对论理论认为电磁相互作用的传播速度c是自然界中速度的极限，而星球的运动速度不能够影响到远处的另一个星球，所以万有引力理论无法纳入狭义相对论，故选项A 错误，B、D正确；狭义相对论是惯性参考系之间的理论，故选项C正确．2．关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是( )A．它们之间没有任何联系B．有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C．狭义相对论能够解决时空弯曲问题D．为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论答案 D解析狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是对于惯性参考系来讲的，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进行解决．3．(多选)下列说法正确的是( )A．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B．强引力作用可使光谱线向红端偏移C．引力场越强的位置，时间进程越慢D．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的答案ABCD解析由广义相对论我们可知道：物质的引力使光线弯曲．在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象．4．(多选)以下说法中错误的是( )A．矮星表面的引力很强B．时钟在引力场弱的地方比引力场强的地方走得快些C．引力场越弱的地方，物体的长度越短D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移答案CD5．(多选)下列说法中正确的是( )A．“红移”现象说明了星系系统处于一种膨胀状态B．黑洞是恒星演化的结果C．包括光在内的任何东西都不可能逃出黑洞D．黑洞实质上就是一个无光线的区域答案ABC6．(多选)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的B．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的C．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的D．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的答案AD解析由广义相对论基本原理可知A、D正确．7．(多选)黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是( )A．内部也是漆黑一片，没有任何光B．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C．内部应该是很亮的D．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去答案BCD二、非选择题8．黑洞本身不发光，不可能直接显示它的存在，那么又如何知道它的存在呢？答案黑洞本身不发出光线．所以不可能直接显示它的存在．但是，可以观察到它巨大的引力场对周围物质产生的效应，证实黑洞的存在．9．如何验证大爆炸理论的正确性？答案伽莫夫根据自己的大爆炸理论预言，作为爆炸的后果，宇宙空间应该存在当时产生的微波辐射．在实验中能否探测到这一微波辐射，就被认为是初步验证大爆炸理论的关键.20世纪60年代初，美国科学家威尔逊和彭齐亚斯在一次实验中意外地发现了这种微波辐射，证实了大爆炸理论的正确性．10．在外层空间的宇宙飞船上，如果你正在一个以加速度g＝9.8 m/s2向头顶方向运动的电梯中，这时，你举起一个小球自由地丢下，请说明小球是做自由落体运动．答案见解析解析由广义相对论中的等效原理知，一个均匀的引力场与一个做加速运动的参考系等价．当电梯向头顶方向加速运动时，自由丢下的小球相对于电梯的加速度为g＝9.8 m/s2，与在地球引力场中做自由落体运动相同．。
高中物理 5.3+4+5 奇特的相对论效应 走进广义相对论 无穷的宇宙同步备课课件 沪科版选修34
教
学 教
2．初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测
法
分 证据．
课
析
堂
3．关注宇宙学研究的新进展．
互 动
探
●课标解读
究
教
学
方
1．知道运动时钟延缓效应，知道长度收缩效应．
案
设 计
2．了解相对论质量，了解质能方程．
当 堂 双
基
3．初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测
达 标
课 证据．
前
自
主
4．了解狭义相对性原理和广义相对性原理的区别．
互 动
探
教 学
v，则l，l0，v的关系是l＝
l0
1－vc22 .
究
方
案
设
计
2．思考判断
当 堂 双
基
(1)根据相对论的时空观，长度的测量与参考系的选择
达 标
课 前
无关．(×)
自
主
(2)在低速情形下经典的时空与相对论时空近似．(√)
导
学
菜单
HK ·物理 选修3-4
教
学
教 法
3．探究交流
分
课
析
你对“长度”的相对性是怎样理解的？为什么我们平时
HK ·物理 选修3-4
教
学 教
5．3 奇特的相对论效应
法
分
课
析
5．4 走近广义相对论
堂 互
动
5．5 无穷的宇宙
探 究
教
学
方 案 设 计
教师用书独具演示
当 堂 双
基
达
●课标要求
标课Biblioteka 前 自1．了解经典时空观与相对论时空观的主要区别．体会
5.5无穷的宇宙-沪科教版选修3-4教案
5.5 无穷的宇宙-沪科教版选修3-4教案教学目标1.了解无穷的概念和性质；2.了解无限大与无穷小的关系；3.了解宇宙中常见的数量级，如仙河、星系、太阳系等，并估算它们的数量级；4.能够运用科学知识，理性看待宇宙和人类的地位。
教学重点1.无穷的概念和性质；2.无限大与无穷小的关系；3.数量级的估算。
教学难点1.数量级的估算。
教学内容及方法知识点内容方法无穷的概念和性质无穷的定义、无穷大与无穷小的比较讲解、演示无限大与无穷小的关系无限大与无穷小的定义、规律和应用讲解、演示、练习数量级的估算数字化科学记数法、科学计算器的使用、数量级的概念、数量级的估算讲解、演示、练习教学过程1.导入阶段：引出主题，介绍无穷的概念。
2.学习阶段：–讲解无穷的概念和性质；–讲解无限大与无穷小的关系；–讲解数量级的估算；–练习无限大与无穷小的比较；–练习科学记数法的使用；–练习科学计算器的使用；–练习数量级的估算。
3.巩固阶段：小组讨论，提升学生的合作精神和思维能力。
4.作业布置：巩固学习内容，拓展思维。
教学反思无穷的概念是十分抽象的，为了让学生更好地理解，应该采用生动形象的示例来讲解，例如，海洋中的水滴、晶体中的分子等。
在数学的教学过程中，我们经常会用到无限大和无穷小的概念，学生最初对此概念的理解是很困难的。
为了尽可能地让学生理解这个概念，教师应该选择最合适的例子来进行辅助讲解。
在教学数量级时，可以把数量级的概念和日常生活中的数据联系起来，例如比较国家、世界各大城市的人口数量，比较地球、太阳系的大小等等。
在教学中，教师应该及时发现学生的问题，及时进行调整和指导，让他们尽快理解和掌握学习内容。
例如，在学习无限大与无穷小的关系时，有的学生可能会认为无限大就是无穷大，导致理解上的偏差，此时，教师应该及时发现并纠正学生的错误认识。
总之，教学中要注重科学实验、彩色图片、互动游戏、小组讨论等多种形式教学的结合，让学生在学习时充分发挥自己的想象力和创造力。
5.4走近广义相对论-沪科教版选修3-4教案
5.4 走近广义相对论-沪科教版选修3-4教案1. 教学目标•了解相对论的发展历程以及狭义相对论和广义相对论的不同。
•掌握广义相对论的基本原理和重要应用。
2. 教学重难点•重点：广义相对论的基本原理和重要应用。
•难点：相对论的概念和理论，以及数学公式的理解和应用。
3. 教学内容1.相对论的发展历程–麦克斯韦电磁场方程组–惠更斯原理–光的粒子和波动性–真空光速2.狭义相对论和广义相对论的不同–基本概念–区别和联系3.广义相对论的基本原理–引力的起源–等效原理–相对论效应–黑洞和宇宙膨胀4.广义相对论的应用–GPS系统–爱因斯坦方程–引力波观测4. 教学方法•课堂讲解法•数学公式推导法•实例分析法•讨论参与法5. 教学过程5.1 相对论的发展历程1.展示麦克斯韦电磁场方程组，讲解麦克斯韦的电磁波理论。
2.讲解惠更斯原理和光的粒子和波动性。
3.引出相对论的基本概念，讲解真空光速的概念。
5.2 狭义相对论和广义相对论的不同1.介绍狭义相对论和广义相对论基本概念。
2.分析区别和联系，强调广义相对论的相对性原理和引力场的作用。
5.3 广义相对论的基本原理1.讲解引力的起源，以及如何理解等效原理。
2.分析相对论效应，如时空弯曲和重力红移。
3.介绍黑洞和宇宙膨胀。
5.4 广义相对论的应用1.讲解GPS系统的原理和应用，分析离散秤量效应。
2.推导并解释爱因斯坦方程。
3.分析引力波的观测技术和意义。
5.5 总结与讨论1.回顾本节课的重点内容。
2.对学生提出的问题进行讨论解答，鼓励学生提出自己的想法。
6. 教学评价•期中、期末考试•课堂讨论、答题和练习•作业和报告7. 参考资料1.《广义相对论与宇宙学》，斯蒂芬·霍金，科学出版社。
2.《广义相对论教程》，觉罗敏典，高等教育出版社。
3.《广义相对论导论》，鲍毅新，科学出版社。
高中物理第五章相对论第四节广义相对论第五节宇宙学简介课棠互动学案粤教版选修
高中物理第五章相对论第四节广义相对论第五节宇宙学简介课棠互动学案粤教版选修
第四节广义相对论
第五节宇宙学简介
讲堂互动
三点解析
1. 广义相对性原理，等效原理
广义相对性原理：在任何参照系中，物理规律都是同样的.
.
等效原理：一个平均的引力场与一个做匀加快运动的参照系等价
2. 广义相对论的几个主要结论
因为引力场的存在，使得光芒曲折，时间进度出现差异，物体的长度发生变化. 3. 大爆炸宇宙学
.
大爆炸宇宙学成功地解决了很多观察事实，但没法预知宇宙的将来
各个击破
【例 1】在平直轨道上运动的火车上有一水平桌子，桌上放一小球，不计摩擦，假如火车做
向前的匀加快运动，那么小球就会相对火车向后加快运动，以下说法正确的选项是( )
A.火车是非惯性参照系，不可以用牛顿定律来解说该现象
B.以该火车为参照系时，牛顿定律也能应用
C.在非惯性系中引入一种形式上的惯性力后，便能很好地解说该现象
D.惯性力的方向与非惯性系的加快度方向相反答案： ACD
类题操练
在引力场能够忽视的空间有一艘宇宙飞船在做匀加快直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内流传，以下说法中正确的选项是 ( )
A. 船外静止的察看者看到这束光是沿直线流传的
B. 船外静止的察看者看到这束光是沿曲线流传的
C.航天员以飞船为参照系看到这束光是沿直线流传的
D.航天员以飞船为参照系看到这束光是沿曲线流传的
答案： AD
【例 2】请说出20 世纪后半期发现的奇特现象.
答案： 20 世纪后半期发现了很多更加奇特的现象：超新星的迸发、惊人的中子星、令人困
惑的类星体、可怕的黑洞、精准的脉冲星、神奇的时空地道、不行捉摸的暗物质等等.。
高中物理第5章新时空观的确立5.3奇特的相对论效应5.4走近广义相对论5.5无穷的宇宙课件沪科版选修
[再判断] 1.万有引力定律适用于狭义相对论.(×) 2.广义相对论提出在任何参考系中物理规律都是相同的.( √) 3.广义相对论提出光线会在引力场中沿直线传播.(×)
第二十页，共29页。
[后思考] 地球表面有引力，为什么说在地球表面均匀介质中光沿直线传播？ 【提示】 地球表面的引力场很弱，对光的传播方向影响很小，所以认为 光沿直线传播.
广义相对论所作出的以上预言全部被实验观测证实.还有其他一些事实也支 持广义相对论.目前，广义相对论已经在宇宙结构、宇宙演化等方面发挥了主要 作用.
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3.下列说法中正确的是( ) A.物体的引力使光线弯曲 B.光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用 C.在强引力的星球附近，时间进程会变慢 D.在强引力的星球附近，时间进程会变快 E.广义相对论可以解释引力红移现象
【解析】 当火箭速度较低时，长度基本不变，还是 100 km.当火箭的速度 达到 0.6c 时，由相对论长度公式 l＝l0 1－vc2，代入相应的数据解得：l＝ 100× 1－0.62 km＝80 km.
【答案】 100 km 80 km
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应用相对论“效应”解题的一般步骤 1.应该通过审题确定研究对象及研究对象的运动速度. 2.明确求解的问题，即明确求解静止参考系中的观察结果，还是运动参考 系中的观察结果. 3.应用“尺缩效应公式”或“时间延缓效应公式”进行计算.
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知识脉络
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奇特的相对论效应
[先填空] 1.运动时钟延缓 (1)经典的时空观 某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的(x.iānɡ tónɡ) (2)相对论的时空观 物体所在的惯性系相对于我们所在惯性系的速度越大，我们所观察到的某一 物理过程的越时间长就(yuè c.惯há性nɡ系)中的一物切理(wùlǐ)、化学过程和生命过都程变慢了.
5.5无穷的宇宙-沪科教版选修3-4教案
5.5 无穷的宇宙-沪科教版选修3-4教案一、教学目标1.了解“宇宙”的概念，并能分辨宇宙和地球的差异。
2.掌握无穷的概念及其种类，并能发现无穷在宇宙中所呈现的奥妙。
3.学生学会直观理解无穷大概念，掌握比较无穷的大小的方法，合理判断一些情形是否有界。
4.能够运用所学知识与技巧解决实际问题，提高学生的实践能力、创新思维能力和合作意识。
二、教学重点1.无穷概念及其种类的掌握；2.解决实际问题时如何应用无穷概念；3.了解无穷在宇宙中的呈现。
三、教学难点1.直观理解无穷大及其意义；2.分析无穷和有界的关系；3.运用无穷概念解决实际问题。
四、教学方法1.教师引导让学生在讨论、实验中自主发现问题和特征；2.构建情境，让学生理解无穷大概念的实际意义；3.带领同学讨论冷门知识领域的问题，扩展学生的视野。
五、教学内容1.介绍宇宙和地球的概念，在此基础上引出“无穷”这个概念；2.了解无穷概念及其种类，包括有限的无穷、可数的无穷、不可数的无穷等；3.学习无穷和有界的关系，例如无穷与1相比较，无穷之间的比较等；4.带领学生了解无穷在宇宙中的奥妙，包括宇宙的无限性，黑洞、宇宙扩张等。
六、教学过程1.互动启发：通过引导学生探讨地球和宇宙的差异，让学生了解宇宙这个概念，并引出“无穷”这个概念。
2.无穷的种类：通过对各类无穷的定义、分类和比较，让学生理解无穷的种类，进一步认识无穷的特性。
3.无穷的大小：通过对无穷的大小比较方法，让学生学会比较不同无穷的大小，提高分析问题的能力。
4.无穷与有限、无穷与无穷的关系：通过实际问题的讨论，让学生理解无穷和有界的关系，学习如何运用无穷概念解决实际问题。
5.无穷在宇宙中的呈现：通过了解宇宙的无限性和无穷在宇宙中的呈现（如黑洞、宇宙扩张等），打开学生视野，引导学生思考。
七、教学总结通过本节课的学习，学生了解了无穷的概念及其种类，掌握了比较不同无穷的大小的方法，进一步认识了无穷的特性。
同时，学生通过实际问题的讨论，学会了如何运用无穷概念解决实际问题。
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5.4走近广义相对论-5.5无穷的宇宙学案
（2020年沪科版高中物理选修3-4）
5.4走近广义相对论走近广义相对论
5.5无穷的宇宙无穷的宇宙学习目标
1.了解广义相对论的两个基本原理.
2.初步了解广义相对论的几个结论及主要观测证据.
3.了解宇宙的演化1广义相对论的两条基本原理1广义相对性原理在任何参考系中包括惯性参考系，物理过程和规律都是相同的2等效原理一个均匀引力场与一个做加速运动的参考系等价2广义相对论的预言与证实天体间的引力作用使时空弯曲，引力场存在时，光线弯曲.光在传播时频率变低引力红移，这些结论通过宇宙中观测到的一些现象比如行星轨道不是严格封闭的，宇宙中的“海市蜃楼”.太阳光谱中的钠谱线的引力红移等得到证实3无穷的宇宙关于宇宙的起源，目前比较有影响的理论是物理学家伽莫夫的宇宙大爆炸学说该理论认为，宇宙从最初的温度极高.密度极大.体积极小开始，随着爆炸的发生，不断地向各个方向迅速膨胀宇宙演化的过程是从粒子到恒星到黑洞
一.广义相对论的两个基本原理导学探究乘电梯时，当电梯开始启动上升时，你有什么感受如果电梯一直加速上升，你又会有什么感受答案电梯启动实际上是一个加速过程，正是这个加速度
使你感到被向下压，产生沉重的感觉，即出现超重也就是说，在电梯加速上升时，好像地球对你的引力增加了，因此，我们完全可以认为，电梯这个加速参考系就相当于给你加上了一个均匀向下的引力知识深化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包括惯性参考系，物理过程和规律都是相同的2等效原理一个均匀引力场与一个做加速运动的参考系等价例1假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底根据这一现象航天员能判断飞船处于某一星球表面吗答案不能解析飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离任意天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在某个行星的表面
二.广义相对论的预言与证实导学探究你知道广义相对论的一些有趣的结论吗答案时空弯曲.光线弯曲.引力红移知识深化广义相对论的几个结论1时空弯曲广义相对论认为，时空不是平直的，而是弯曲或“扭曲”的，扭曲的根本原因在于时空中物质的质量或能量的分布如果质量越大，时空弯曲的程度也就越大2光线弯曲在引力场存在的情况下，光线是沿弯曲的路径传播的3引力红移在强引力场中，时钟要走得慢些因此，光在引力场中传播时，它的频率会变低，波长会变长例2在日全食的时候，通过仪器可以观察到太阳后面的恒星，这说明恒星发出的光A经太阳时
发生了衍射B可以穿透太阳及其他障碍物C在太阳引力场作用下发生了弯曲D经过太阳外的大气层时发生了折射答案C解析根据爱因斯坦的广义相对论可知，光线在太阳引力场作用下发生了弯曲，所以可以在适当的时候如日全食时通过仪器观察到太阳后面的恒星，故C正确
三.无穷的宇宙导学探究关于宇宙起源，目前比较有影响的理论是什么答案比较有影响的理论是宇宙大爆炸学说，即我们的宇宙是从一个尺度极小的状态发展演化出来的.1929年美国天文学家哈勃发现银河系以外的大多数星系都在远离我们而去，距离越远，离开的速度越大，后来的分析表明，这是由于我们所处的宇宙正在膨胀，因此星系间距离在不断增大，在任何地方看起来，其他星系都在远离自己知识深化1宇宙的起源1关于宇宙起源，目前最有影响的理论是宇宙的大爆炸学说2宇宙大爆炸的证据宇宙空间存在当时产生的微波辐射2宇宙的演化1天文学家哈勃用望远镜对远距离星云观测时发现遥远的恒星发出的光谱线普遍存在“红移”现象这一现象表明那些恒星正离我们远去，也说明星系系统处于一种膨胀状态2在宇宙演化过程中，黑洞是恒星演化的结果3黑洞本身不能发出光线，所以不可能直接显示它的存在但是，可以观察到它巨大的引力场对周围物质产生的效应例3观察遥远的恒星发出的光谱会出现“引力红移”说明什么答案根据多普勒效应，如果恒星向着我们运动，光的颜色偏蓝；如果恒星离我们而去，光的颜色偏红遥远的恒星发出的光谱与地球上同种
物质的光谱相比，其波长变长，即向红色的一端移动，这说明不管往哪个方向看，远处的星系正急速地远离我们而去1走近广义相对论两个基本原理广义相对性原理等效原理广义相对论的几个结论时空弯曲光线弯曲引力红移2无穷的宇宙宇宙的起源大爆炸学说大爆炸的证据微波辐射宇宙的演化膨胀状态黑洞是恒星演化的结果1宇宙的大爆炸学说是俄裔美国物理学家______提出的答案伽莫夫2黑洞是________演化的结果答案恒星3多选广义相对论的两个基本原理是指A光速不变原理B广义相对性原理C等效原理D同时的相对性答案BC解析根据广义相对论基本原理内容4多选下列说法中正确的是A物质的引力使光线弯曲B光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C在强引力的星球附近，时间进程会变慢D广义相对论可以解释引力红移现象答案ACD解析由广义相对论的几个结论可知
A.
C.D正确。