高考物理相對論主要包括以下內(nèi)容:
1. 相對論的基本原理:包括相對論的兩條基本原理(相對性原理和光速不變原理)、時間間隔的相對性、長度收縮、同時性的相對性和相對論速度公式。
2. 相對論動力學(xué):包括質(zhì)量和能量關(guān)系、質(zhì)能方程、相對論能量動量公式、相對論動能、相對論力的質(zhì)量公式等。
3. 相對論引力理論:包括等效原理、慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等、等效引力場、相對論引力等。
此外,還有廣義相對論,它是在愛因斯坦的相對性原理和等效原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,主要內(nèi)容包括:經(jīng)典理論中的時空結(jié)構(gòu)被四維時空(Minkowski空間)所代替,引力和慣性力是等價的,以及質(zhì)量變化和引力波等。
請注意,相對論是一個復(fù)雜的理論體系,對于高中生來說,只需要掌握其基本概念和原理即可。在高考中,通常會以選擇題或者填空題的形式對相對論的基礎(chǔ)知識進(jìn)行考查。
題目:一列以速度$v$沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星,因受空氣阻力的作用而獲得一微量速度,它繞地球運動半徑減小,這個過程中衛(wèi)星的:
A. 動能不變
B. 動能增大
C. 機(jī)械能守恒
D. 機(jī)械能減少
解析:
衛(wèi)星在受空氣阻力作用后,速度減小,動能減小,半徑減小,勢能減小,所以機(jī)械能減小。
答案:BD。
注:本題主要考查了相對論中的動能和勢能變化問題。相對論中的動能表達(dá)式為$E_{k} = \frac{p^{2}}{2m}$,其中$p$為動量,$m$為質(zhì)量。由于衛(wèi)星的速度減小,所以動能減小。同時由于衛(wèi)星的半徑減小,所以勢能減小,因此機(jī)械能減小。本題的關(guān)鍵在于理解相對論中的動能表達(dá)式和能量守恒定律。