物理学论文-谈广义相对性原理.doc

物理学论文-谈广义相对性原理如果认为地球上的自由落体系可以推广到太阳上，地球可以划分为太阳的自由落体系里吗，在地球上受到太阳引力的物体，在地球看来惯性定律成立的很好。地球就是很好的惯性系。（就算地球本来是一个非惯性系。）飞船里的人又感到有了“重量与引力场中人受到引力一样吗？假如这里脱离了任何天体的引力，飞船在靠惯性飞行。那么飞船里的人和一切物体都处于失重状态，可以飘在空中，从手里松开的任何东西也不会往下落。如果飞船又开动了火箭，以一定的加速度向前飞行，那么飞船里的人又感到有了重量，原来在空中漂浮的东西又纷纷加速下落。如果飞船的加速度等于g=9.8米/秒2，那么这些现象就跟飞船停在地面时发生的一样。假定飞船里的乘客完cuan听不到飞船的火箭工作的声音，他又看不到飞船外的任何物体，他就无法区分飞船是静止在地面或是在没有任何引力的空间做加速飞行。以上说的现象，其实也是物体受力在做加速运动的现象与物体处于静止或匀速直线运动状态受到惯性力的现象（或者说参照系受到力看到不受力的物体做加速运动的现象）。两种现象是等效的。我们无法确定物体是受力在做加速运动或受到惯性力加速运动（或者说参照系受到力看到物体做加速运动）.我们不能用实验证明一个物体是受力在做加速运动或是物体静止或匀速直线运动受到惯性力（或者说参照系受到力看到静止或匀速直线运动的物体做加速运动）。我们无法确定一个物体是在做变速运动或是在做匀速直线运动或静止。（广义相对性原理）惯性系是指惯性定律在其中成立的参照系。物体的运动状态分两种：物体不受力时，保持原来的匀速直线运动状态或静止状态；物体受力时，产生加速度，处于有加速度的运动状态。地面与地面相静止的参照系与相对于地面做匀速直线运动的参照系，牛顿运动定律成立，属于惯性系。在相对于地面做变速运动的参照系中，牛顿运动定律不成立，属于非惯性系。我们无法区分一个物体是受力做变速运动或是物体静止或匀速直线运动受到惯性力。所以我们无法区分惯性系与非惯性系。对于一切参照系，物理规律都相同。我们把物体运动状态分为两类：一不受力处于静止或匀速直线运动；另一类受力产生加速度。那么其他物体或者处于静止或匀速直线运动状态，或者处于受力产生加速度的运动状态。那么其他物体或者与静止或匀速直线运动的物体相静止或匀速直线运动；或者与处于加速度运动状态的物体相静止或做匀速直线运动。在惯性系中，物体不受外力时具有（与惯性系）保持静止或匀速直线运动的性质；在非惯性系中，物体不受外力时具有（与非惯性系）保持静止或匀速直线运动的性质(例如自由落体系，与非惯性系具有相同加速度的物体不受力）。与惯性系保持静止或匀速直线运动的物体在非惯性系看来就是都在做加速运动；与非惯性系保持静止或匀速直线运动的物体在惯性系看来就是都在做加速运动。飞船里的乘客无法区分飞船是静止在地面或是在没有任何引力的空间做加速飞行。就是说，飞船里的乘客无法区分自己是处于引力场中还是加速系中，自己是受力在做加速运动还是自己是静止或匀速直线运动受到惯性力。相对性原理我们不能用实验证明物体是静止或匀速直线运动。我们无法确定自己是处于静止系中或匀速直线运动系中。静止系中现象与匀速直线运动系中现象一样。根据等效原理，引力场可以用非惯性来消除，例如在引力场中自由降落的参考系中就消除了引力，在这个自由落体系中，惯性定律很好地成立，一个不受外力作用的物体将保持其原有运动状态，这一参考系实在是很好的惯性系，其中物理规律具有狭义相对论的形式。对于一切参照系，物理规律都相同。广义相对性原理。我们知道惯性系与非惯性系是不同的，那么这句话我们是如何理解的？运动的合成分两种：从匀速飞行的飞机上向地面空头物资，飞机上的人以飞机做参照系，看到投下的物体是沿直线竖直下落的，地面上的人以地面做参照系，看到物体是沿曲线下落的。以上是物体相对于参照系s1具有某一速度，s1相对于s有一速度值，属于速度合成定律，属于运动的合成；飞机匀速向上飞行，方向与水平方向成30度角。这属于物体的合运动，属于运动的合成。物体的平抛运动现象可以看成大船上的自由落体运动，大船匀速直线运动（路面上的观察者)的现象。这是因为大船的运动对自由落体运动没有影响，与大船静止时一样。物体的平抛运动，在物体看来物体的匀速直线运动对自由落体运动没影响；反过来，自由落体运动不影响匀速直线运动。这是因为物体惯性各向的同等性（是否？）物体的匀速直线运动对物体的受力加速运动并没有影响，反过来，物体的受力加速运动对物体的匀速直线运动有影响吗？我认为不影响。物体的水平方向加速运动与向上（下）的匀速直线运动，也能在速度合成定律中看到这一现象吗？能在加速系中看到匀速直线运动不受影响吗？我们知道，在车厢里的桌面上放一个小球（火车匀速直线运动）。相对于车厢参照系来说，小球保持静止。小球所受合外力为零，现在设想车厢开始向右做加速运动，在车厢里观测，小球将向左做加速运动，而小球并没有受到其他物体的作用力。那么车厢做加速运动，对其中的匀速直线运动没影响吗？而课本85页（高中一册）提出，如果水平加速移动玻璃管，由于水平分速度矢量不再是恒定的，合速度矢量也不在是恒定的，蜡块就不能做直线运动了。蜡块沿着曲线运动。我们知道相对性原理，那么相对性原理为什么成立呢？为什么看不到水滴滴在罐子的外面呢？水滴为什么不向后运动呢？原来，大船匀速直线运动中相对于大船静止或匀速直线运动的物体与大船静止时与大船相静止或匀速直线运动的物体是不一样的。大船匀速直线运动时看来：在大船静止时，与大船相静止的物体，是向后运动的；而与此时大船相静止的物体，与大船一起运动，与大船相静止，在大船中的观察者看到的现象与大船静止时现象一样。以上在车厢加速系中(非惯性系），我们看到的是与匀速直线运动的车厢相静止的物体（小球）的现象。这种现象与大船匀速直线运动时看到的与大船静止时相静止的物体现象性质一样。一个是向后做加速运动（不受力），不符合牛顿运动定律；一个是向后做匀速直线运动（原来相对静止的），不符合牛顿运动定律（原来相对静止的物体变为相对匀速直线运动了，与惯性不符）。(此处明白？）（原来相静止的物体相静止，原来相匀速直线运动的物体相匀速直线运动；原来相静止的物体不会变为相匀速直线运动，原来相匀速直线运动的物体不会变为相静止。-这是惯性）而另一种情形是与向右加速运动的车厢相静止的物体的现象，这种现象与大船匀速直线运动时看到的与大船此时相静止的物体现象性质一样。大船静止时，与大船相静止或匀速直线运动的物体具有保持静止或匀速直线运动的性质，符合牛顿运动定律；大船做匀速直线运动时，与此时大船相静止或做匀速直线运动的物体具有保持静止或匀速直线运动的性质；与大船相静止，就