20xx教科版高中物理選修3-463相對(duì)論時(shí)空觀同步練習(xí)(完整版)
【正文】 而后又飛回地球．根據(jù) A在地球上的觀測(cè)，大角星離地球有 40萬(wàn)光年遠(yuǎn)，這次 B往返飛行經(jīng)歷時(shí)間為 ．如果 B在離開(kāi)地球時(shí)，他們的年齡都為 20歲，試問(wèn)當(dāng) B回到地球時(shí)，他們的年齡各有多大？ 第 3節(jié) 相對(duì)論時(shí)空觀 答案 課前預(yù)習(xí) 練 1．同時(shí) 不同時(shí)發(fā)生 2． τ ＝ τ 01－ (uc)2 3． l＝ l0 1－ u2c2 4．運(yùn)動(dòng) 相對(duì) 同時(shí) 5． ABCD 6． B 課堂探究練 1． B事件先發(fā)生 解析 以地面為參考系， A、 B兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生，即如果在 A、 B連線中點(diǎn) C放一時(shí)鐘，將同時(shí)接收到來(lái)自 A、 B的信號(hào)．設(shè)想該時(shí)鐘以與火箭相同的速度飛行，則先接收到來(lái)自 B的信號(hào)，后接收到來(lái)自 A的信號(hào)，即以火箭 (或火箭上的人 )為參考系， B事件先發(fā)生． 點(diǎn)評(píng) 對(duì)于 “ 同時(shí) ” 的相對(duì)性，我們應(yīng)記住 “ 沿著 運(yùn)動(dòng)方向位置靠前的事件先發(fā)生 ” 這一結(jié)論，而不需要重新推導(dǎo)證明． 2．在地面觀察者看來(lái)，事件 2同時(shí)發(fā)生；在車廂中觀察者看來(lái)，事件 2比事件 1先發(fā)生 解析 從地面上的觀察者看來(lái)，光源在兩根電線桿的正中央，光信號(hào)向兩電線桿傳播的速度相同，因此，光信號(hào)同時(shí)到達(dá)兩電線桿．從運(yùn)動(dòng)車廂中的觀察者看來(lái)，運(yùn)動(dòng)車廂是個(gè)慣性系，地面和電線桿都在向左運(yùn)動(dòng) (如圖 )，光信號(hào)向左右兩側(cè)傳播速度相同 (光速不變?cè)?)．在 光信號(hào)向兩側(cè)傳播的過(guò)程中， 地面及兩個(gè)電線桿都向左運(yùn)動(dòng)了一段距離，所以光信號(hào)先到達(dá)電線桿 2，后到達(dá)電線桿 1. 點(diǎn)評(píng) “ 同時(shí) ” 具有相對(duì)性，其原因在于光速不變?cè)恚? 3． (1)10 － 8 s (2) m 解析 (1)π ＋ 介子在實(shí)驗(yàn)室中的壽命為 τ ＝ τ 01－ u2c2＝ 10－ 81－ s≈10－ 8 s. (2)該粒子在衰變前運(yùn)動(dòng)的距離為 x＝ uτ ＝ 310 810 － 8 m＝ m. 4． C A 解析 地面上的人認(rèn) 為 C鐘走的最慢，是因?yàn)樗鄬?duì)于觀察者的速度最大．根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘變慢效應(yīng)的公式： τ ＝ τ 01－ (uc)2可知，相對(duì)于觀測(cè)者的速度越大，其上的時(shí)間進(jìn)程越慢．地面上 A鐘相對(duì)于觀察者的速度 u＝ 0，即地面上的觀察者認(rèn)為 A鐘走的最快． 點(diǎn)評(píng) 一個(gè)相對(duì)我們做高速運(yùn)動(dòng)的慣性系中發(fā)生的物理過(guò)程，在我們看來(lái)，它所經(jīng)歷的時(shí)間比在這個(gè)慣性系中直接觀察到的時(shí)間越長(zhǎng)，慣性系速度越大，我們觀察到的過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間越長(zhǎng)，表現(xiàn)為時(shí)間上的延緩或時(shí)鐘變慢，用式子表示為 τ ＝ τ 01－ ??? ???uc 2，顯然 u越大， τ 與
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