人教版高中物理选修34同步练习《时间和空间相对性》含答案

1、人教版高中物理选修34同步练习时间和空间相对性含答案人教版高中物理选修34同步练习时间和空间相对性含答案PAGEPAGE5人教版高中物理选修34同步练习时间和空间相对性含答案PAGE时间和空间的相对性同步练习(二)1、试着论述狭义相对论时空观与牛立刻空观的联系。2、假定我们此刻再次坐上爱因斯坦火车，在无量长的轨道上奔驰。在这条轨道上有两个车站，它们之间的间隔是864,000,000千米。这列火车一每秒240,000公里的速度进步，需要1小时跑完这段路。两个车站各有一只钟表。一个游客在第一个车站上车时，按车站的钟对了自己的表。当抵达第二个车站时，他却惊讶地发现，它的腕表慢了。这是怎么回事呢？为了

2、弄清这个问题，让我们假定，这位游客在车上点起一只火把，搁置在车厢地板上。火把发出的光束很快抵达车厢顶壁。在车厢顶壁与火把笔挺处，有一面镜子，镜子又将光束发射回到火把上。这时游客看到光束来回的路线是笔挺的。但是，月台上的人看到的状况却很不一样样。月台上的观察者看到，在光束从火把抵达镜子的过程中，因为火车的运动，光芒的流传路线是向后倾斜的。在这一过程中，光束经过的路线是一个等腰三角形的两腰长的和。经过这一事实使我们得出什么结论？3、从上题中的事实我们很简单计算出这样的结果：从车站上经过了10秒钟，而火车上看但是经过了6秒钟。这就是说，依据车站的钟表，假如火车运转一小时抵达另一车站，那么依据搭车人的

3、腕表，火车但是运转了36分钟。换句话说，乘车人的腕表要比车站上的钟表每小时慢24分钟。不言而喻，这列火车的速度越快，时间滞差就越大。假如将火车的速度提升到凑近光速，那么车站上一小时的时间，在火车上的速度就能减小到极小。由此我们得出结论：全部运转中的钟表比静止的钟表要慢。这能否与我们提出问题所依据的相对论相矛盾呢？这能否象征着最快的钟表就是处于绝对静止状态的呢？4、此刻让我们假定，这辆爱因斯坦火车沿着一条圆形轨道，而不是直线轨道运转。火车经过一段时间的运转，就会回到它出发的地方。就象我们在前面讨论过的那样，这时搭车的人就会发现他的腕表慢了。并且火车运转得越快，它的腕表慢的就越多，假如不停增大火车

4、的速度，直至火车运转速度增大到某一数值时，即可能出现这类状况：搭车人但是经过了一天的旅途依据他自己的腕表所表示的时间回到他出发的车站，关于车站上的人实质上的确数年已经过去了。在这一圆形轨道上旅行的过程中，唯有两只钟表火车上的钟表和出发车站上的钟表。上边讨论的问题能否与相对论相矛盾呢？我们能否认为旅行者是处于静止状态，而出发时的车站则是以爱因斯坦火车的速度沿圆形轨道运转呢？假如是这样的话，我们就会得出这样的结论：车站上的人但是经过了一天的时间，而火车上的旅行者则度过了数年。这一结论是是正确的还是过错的，说说为何。5、A、B、C是三个完满相同的时钟，A放在地面上，B、C辩解放在两个火箭上，以速度V

5、B和Vc朝一致目标游览，VBVc地面上的观察者认为哪个时针走得最慢？哪个走得最快？答案：1、(1)牛立刻空观和狭义相对论时空观都包括了空间是平匀的，各向同性的(不论以哪一点看作坐标原点、坐标架任取哪个目标都是相同的)，时间是平匀的假定。也就是说这两种时空观都认为全部处于空间和时间中的点都是等价的。正因为如此，因此伽利略变换和洛仑兹变换都是线性的。牛立刻空观的某些看法是光速趋于无量大时(即vc时)狭义相对论时空观的某些对应看法的极限状况。比方：在c时，洛仑兹变换转变伽利略变换。时间间隔、空间长度及同时等在c时都从相对的转产生绝对的。相对论力学中的质量、力、动量、动能等看法的表达式在c时都和牛顿力

6、学中的这些看法的表达式趋于一致。牛顿力学中有一个伽利略相对性原理，全部的力学规律从一个惯性参照系变换到另一个惯性参照系时其详细形式保持不变。相同，狭义相对论中也有一个狭义相对性原理，全部的物理规律从一个惯性参照系变换到另一个惯性参照系时其详细形式保持不变。而狭义相对性原理正是伽利略相对性原理切合逻辑的推行。2、经过这一事实我们知道，月台上的人看到光束在这一过程中流传的间隔是一个等腰三角形的两腰之和。而火车上的人看到光束流传的间隔则但是等于这个三角形高的二倍。明显，前者的长度大于后者。另一方面，我们知道，光速是一种绝对速度。关于火车上的人和月台上的人来说，光速自然都是相同的。于是我们就得出结论：

7、从月台来看，光从射出到返回所经过的时间要比从火车上看经过的时间长。3、不是。状况其实不这样。因为火车上的钟表和车站上的钟表的快慢，是在完满不同的条件下进行比较的。实质上，这里有三个钟表，而不是两个。这位游客是根据两个不一样样车站上的两个不一样样的钟表来校正他的腕表的。相反，假如在这列火车的前后车厢都有一只钟表，当火车飞奔之际，游客将车站钟表同前后车厢的两只钟表比较时，他就会发现车站钟表所表示的时间，老是落在后边。假定这列火车相关于车站作匀速直线运动，那么，就能够认为火车是静止的，而车站是运动的。自然界的规律关于他们来说都是相同的。当一个观察者相关于它的腕表处于静止状态时，他就会发现以下事实：相

8、对于他处于运动状态的钟表，老是比他自己的表快；并且这些运动中的钟表运动的速度越快，它们所表示的时间就越快。这一现象和下边的实例是一个道理：两个站在两根不一样样电线杆旁边的观察者，都从各自所处的地点来判断他们各自观察电线杆的角度要比对方的观察角度大。4、我们已经讨论过，唯有当一个物体不受任何外力的作用时，才能认为这一物体是处于静止状态。正如我们已经知道地，两个静止的物体，能够是互相处于匀速直线运动中。这也就是说，两个互相处于匀速直线运动的物体是静止的物体。但是在圆形轨道飞奔的爱因斯坦火车上的钟表，却承受着离心力的作用，因此我们不可以够认为这只钟表是处于静止状态的。车站钟表和火车上的钟表所表示的视察是绝对的。假如两个人在辩解时，他们的表所指的时间是一致的，此后两人又相会了。处于静止不动或以匀速直线运动的人所携带的表就会快，因为这只表没有经受任何外力的作用。假想我们乘上一列以凑近光速飞奔的火车。在这列火车上，能够使我们进入未来，但不也许回到过去。为何不可以够回到过去，也就是说，为何不也许看到过去的事件重演呢？狭义相对论告诉我们，物体运动的速度，只好凑近光速，而不可以够超出光速。实质上人们还未发现过比光速更快的运动。比方，我们能够获得高速运动的电子，它们的速度能够凑近光速，但从未发现超