高中物理(人教版,选修34)课时作业与单元检测第十五章 相对论简介(4份)第十五章 第2节

第2节时间和空间的相对性

1．(1)经典物理学家认为：如果两个事件在一个参考系中是同时发生的，那么在另一个参考系中观察也一定是________发生的．即同时是绝对的，与所在的惯性参考系

________．

(2)狭义相对论的时空观认为：同时是________的，即在一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中不一定是________的．

2．(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做________________而不同．

(2)相对论的时空观：长度也具有____________，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度____，但在垂直于杆的运动方向上，杆的长度______．

(3)相对长度公式：设相对于杆静止的观察者认为杆的长度为l0，称为固有长度，与杆有相对运动的人认为杆的长度为l，杆相对于观察者的速度为v，则l，l0，v的关系是l＝________________________.

3．(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________ 的．

(2)相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是

________的，惯性系________________越大，惯性系中的______________越慢．非但如此，惯性系中的一切__________________________________________________________．(3)相对时间间隔公式：设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔，Δt 表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔，则它们的关系是Δt＝

________________________.

4．相对论认为________和________是有联系的，与物质的________________有关．经典物理学则认为空间和时间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间和时间之间没有什么联系．

5．下列关于经典力学的时空观，正确的是()

A．经典力学的时空观中，同时是绝对的，即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件，对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的

B．在经典力学的时空观中，时间间隔是绝对的，即任何事件(或物体的运动)所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系的选取无关

C．在经典力学的时空观中，空间距离是绝对的，即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点距离是绝对的不变的量值，而与参考系选取无关

D．经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关．

6．在一惯性系中观测，有两个事件同时不同地，则在其他惯性系中观察，结果是() A．一定同时

B．可能同时

C．不可能同时，但可能同地

D．不可能同时，也不可能同地

概念规律练

知识点一“同时”的相对性

1.

图1

地面上A、B两个事件同时发生．如图1所示，对于坐在火箭上沿两个事件发生地点AB 连线飞行的人来说，哪个事件先发生？

2.沿铁道排列的两电线杆正中央安装一闪光装置，光信号到达一电线杆称为事件1，到达另一电线杆称为事件2.从地面上的观察者和运动车厢中的观察者看来，两事件是否是同时事件？

知识点二长度的相对性

3．地面上长100 km的铁路上空有一火箭沿铁路方向以30 km/s的速度掠过，则火箭上的人看到铁路的长度应该为多少？如果火箭的速度达到0.6c，则火箭上的人看到的铁路的长度又是多少？

4．如果两条平行的等长的杆在沿自己的长度方向做相对运动，与它们一起运动的两位观察者会对两杆的长短作出什么判断？

知识点三时间间隔的相对性

5．π＋介子是一种不稳定粒子，平均寿命是2.6×10－8s(在自己的参考系中测得)．(1)如果此粒子相对于实验室以0.8c的速度运动，那么在实验室坐标系中测量的π＋介子寿命多长？

(2)π＋介子在衰变前运动了多长距离？

6．如图2所示，A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以不同的速度向同一个方向飞行，B的速度小于C的速度，地面上的观察者认为哪个时钟走的最慢？哪个走的最快？

图2

方法技巧练

时间、空间相对性的应用技巧

7．用相对论的观点判断，下列说法不正确的是()

A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变

B．在地面上的人看来，以10 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的

C．在地面上的人看来，以10 km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些

D．当物体运动的速度v?c时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计

8．人马星座α星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.3×1016m．设有一宇宙飞船自地球往返于人马星座α星之间．若宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算，飞船往返一次需多少时间？如以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？

1．惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是()

2．假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺，同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺，则下列说法正确的是()

A．甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大

B．甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小

C．乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大

D．乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同

图3

3．如图3，假设一根10 m长的梭镖以光速穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的．以下叙述中最好的描述了梭镖穿过管子的情况的是()

A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它

B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来

C．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖

D．所有这些都与观察者的运动情况有关

图4

4．如图4所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着A、B、C三个时钟，下列说法正确的是()

A．A时钟走时最慢，B时钟走时最快

B．A时钟走时最慢，C时钟走时最快

C．C时钟走时最慢，A时钟走时最快

D．B时钟走时最慢，A时钟走时最快

5．如图5所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为()

图5

7．为什么我们在日常生活中没有觉察到这种“同时”的相对性？

图6

8．如图6所示，车厢长为L，正以速度v匀速向右运动，车厢底面光滑，现有两只完全相同的光球，从车厢中点以相同的速率v0分别向前后匀速运动(相对于车厢)，问：

(1)在车厢内的观察者看来，光球是否同时到达两壁？

(2)在地上的观察者看来，两光球是否同时到达两壁？

9．一飞船以v＝9×103m/s的速率相对于地面飞行，飞船上的钟走了5 s，用地面上的钟测量经过了多长时间？

10．一个以2×108m/s的速度运动着的球，半径为a，试分析静止着的人观察球会是什

么样的形状？

11．假如有一对孪生兄弟A 和B ，其中B 乘坐速度为v ＝0.9c 的火箭飞往大角星(牧夫座 α)，而后又飞回地球．根据A 在地球上的观测，大角星离地球有40万光年远，这次B 往返飞行经历时间为80.8年．如果B 在离开地球时，他们的年龄都为20岁，试问当B 回到地球时，他们的年龄各有多大？

第2节 时间和空间的相对性

课前预习练

1．(1)同时 无关 (2)相对 同时

2．(1)相对运动 (2)相对性 小 不变 (3)l 0

1－(v c

)2

3．(1)相同 (2)不同 相对运动 时间进程 物理过程、化学过程、乃至观察者自己的生命节奏都变慢了

(3)Δτ1－(v c

)

2

4．空间 时间 运动状态

5．ABCD [由经典力学时空观内容可知A 、B 、C 、D 正确．] 6．B [由“同时”的相对性可知B 正确．] 课堂探究练

1．B 事件先发生

解析 以地面为参考系，A 、B 两个事件同时发生，即如果在A 、B 连线中点C 放一时钟，将同时接收到来自A 、B 的信号．设想该时钟以与火箭相同的速度飞行，则先接收到来自B 的信号，后接收到来自A 的信号，即以火箭(或火箭上的人)为参考系，B 事件先发生．

点评 对于“同时”的相对性，我们应记住“沿着运动方向位置靠前的事件先发生”这一结论，而不需要重新推导证明．

2．在地面观察者看来，事件1、2同时发生；在车厢中观察者看来，事件2比事件1先发生

解析 从地面上的观察者看来，光源在两根电线杆的正中央，光信号向两电线杆传播的速度相同，因此，光信号同时到达两电线杆．从运动车厢中的观察者看来，运动车厢是个惯

性系，地面和电线杆都在向左运动(如图)，光信号向左右两侧传播速度相同(光速不变原理)．在光信号向两侧传播的过程中，地面及两个电线杆都向左运动了一段距离，所以光信号先到达电线杆2，后到达电线杆1.

点评 “同时”具有相对性，其原因在于光速不变原理．

3．100 km 80 km

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，由相对长度公式

l ＝l 0 1－(v

c )2代入相应的数据得：

l ＝(100×

1－0.62) km ＝80 km .

点评 在低速时，长度基本不变，在高速即与光速可比拟时，长度的变化就不能忽略了． 4．这两位观察者都会认为对方的杆缩短了．

解析 每一位观察者如果测出与自己相对静止的杆长为l 0，则可由长度的相对性知他测出另一根杆的长度l ＝l 0

1－????v c 2.

5．(1)4.3×10－

8 s (2)10.32 m 解析 (1)π＋介子在实验室中的寿命为 Δt ＝

Δτ1－v

2c

2

＝

2.6×10－8

1－0.82

s ≈4.3×10－8 s .

(2)该粒子在衰变前运动的距离为

x ＝v Δt ＝0.8×3×108×4.3×10－8 m ＝10.32 m . 6．C A

解析 地面上的人认为C 钟走的最慢，是因为它相对于观察者的速度最大．根据运动时

钟变慢效应的公式：Δt ＝Δτ

1－(v c )

2可知，相对于观测者的速度越大，其上的时间进程越慢．地

面上A 钟相对于观察者的速度v ＝0，即地面上的观察者认为A 钟走的最快．

点评 一个相对我们做高速运动的惯性系中发生的物理过程，在我们看来，它所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的时间越长，惯性系速度越大，我们观察到的过程所经历

的时间越长，表现为时间上的延缓或时钟变慢，用式子表示为Δt ＝Δτ

1－????v c 2，显然v 越大，

Δt 与Δτ差别越大，但一定有Δt>Δτ，即在某一个参考系中观察另一个不同参考系里发生的物理事件时，总感到时间延缓．

7．A [按照相对论的观点，时间和空间都是相对的，A 错误；由Δt ＝

Δτ1－(v

c

)2

可知，

运动的时钟变慢了，但飞船中的时钟相对观察者静止，时钟准确，B 正确；由l ＝l 0

1－v 2c

2可

知，地面上的人看飞船，和飞船上的人看地面上的人都沿运动方向长度减小，C 正确．当v ?c 时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计，故D 正确．]

8．9年 0.4年

解析 以地球上的时钟计算：

Δt ＝s v ＝2×4.3×1016

0.999×3×10

8 s ≈2.87×108 s ≈9年； 若以飞船上的时钟计算：因为Δt ＝Δτ/1－(v/c )2

所以得Δτ＝Δt·1－(v/c )2＝2.87×108×

1－0.9992 s ≈1.28×107 s ≈0.4年．

方法总结 在应用公式l ＝l 0·1－(v

c )2和Δt ＝

Δτ1－(v

c

)2

时要正确理解各物理量的含义．

课后巩固练 1．C [由l ＝l 0

1－????v c 2可知沿速度方向即x 方向的长度变短了，而垂直于速度方向，

即y 轴上的边长不变，故C 对．]

2．B [由l ＝l 0 1－v 2

c 2可知，运动的观察者观察静止的尺子和静止的观察者观察运动

的尺子时，都出现尺缩效应，即都发现对方手中的尺子比自己手中的短，故B 正确，A 、C 、D 错误．]

3．D [由相对论的长度相对性可知D 正确．] 4．C 5.D 6．见解析

解析 虽然这两个假设可以由迈克耳孙—莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出的大量结论都与事实相符，它们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度． 7．见解析

解析 因为日常生活中物体运动的速度远远小于光速，一对事件在某一惯性系中是同时的，在另一惯性参考系里如果看见是不同时的，这一对事件的时间差将非常微小，人没法分辨出来．如果物体运动的速度接近光速时，这个时间差将变大，人就容易觉察出这种“同时”的相对性了．

8．(1)同时到达 (2)不同时到达

解析 在车上的观察者看来，A 球所用时间t A ＝L 2v 0＝L

2v 0

，

B 球所用时间t B ＝L 2v 0＝L

2v 0

，因此两球同时分别到达前后壁．

而地上的观察者看来，A 球先到达后壁．因为地面观察者认为A 球向后位移小，而速度相同，所以，向后运动的A 球需要较短的时间到达后壁．

9．5.000 000 005 s

解析 此问题就是在不同参考系中测量时间的问题． v ＝9×103 m /s ，Δτ＝5 s ，

由时间间隔的相对性，得

Δt ＝Δτ

1－v 2c

2

≈5.000 000 005 s .

10．长轴为2a ，短轴为1.49a 的椭球体 解析 由长度的相对公式，有

l ＝l 01－v 2

c 2，v 一定，球沿运动方向上的长度成比例地减小，球沿运动方向的最大长度

为l ＝2a·1－(v

c

)2

＝2a·1－(2×1083×108

)2

＝1.49a ，

垂直于球运动方向球的长度不变，为2a.因此静止的人观察球的形状会是长轴为2a ，短轴为1.49a 的椭球体．

11．B 为55.2岁 A 为100.8岁

解析 设B 在飞船惯性系中经历的时间为Δτ，根据钟慢效应得：Δt ＝Δτ1－v 2c

2

，即80.8

＝

Δτ1－0.9

2

，解得Δτ≈35.2年．所以B 回到地球时的年龄为20＋35.2＝55.2(岁)；此时A 的

年龄为20＋80.8＝100.8(岁)．

高中物理相对论知识点总结

高中物理选修3-4——相对论简 介知识点总结 1、惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系。相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。相对于一个惯性系做变速运动的另一个参考系是非惯性系，在非惯性系中牛顿运动定律不成立。 2、伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。 3、狭义相对性原理：一切物理定律在任何惯性系中都是相同的。 4、广义相对性原理：物理规律在任何参考系中都是相同的。 5、经典速度变换公式：。(是矢量式) 6、狭义相对论的两个基本假设： （1）狭义相对性原理，如3所述； （2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。 7、广义相对论的两条基本原理： （1）广义相对性原理，如4所述； （2）等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。

8、由狭义相对论推出的六个重要结论（所有结论都已经完全得到证实）： （1）“同时”是相对的。 （2）长度是相对的。。是相对被测物静止的参考系中测得的长度，是相对被测物以速度运动的参考系中测得的长度，且的方向与速度的方向平行。 （3）时间是相对的。。是相对某参考系（如地面）运动的参考系中（如飞船内）的钟所测得的时间，是静止的参考系中（地面上）的钟所测得的时间。 （4）质量是相对的。。（静质量）是在相对被测物静止的参考系中所测得的质量，（动质量）是在相对被测物以速度运动的参考系中所测得的质量。 （5）相对论速度变换公式：。（是矢量式）（6）相对论质能关系公式：。其中是物体的动质量。 9、由广义相对论得出的几个结论： （1）物质的引力场使光线弯曲。如远处的星光经过太阳附近时发生偏折。

高中物理公式大全一览表

高中物理公式大全一览表 高中物理有很多公式，经过高中三年的学习相信大家都有很多物理知识点需要总结，为了方便大家学习物理，小编为大家整理了高中物理公式，希望对大家有帮助。 一、质点的运动(1)------直线运动 1)匀变速直线运动 1.平均速度V平=s/t(定义式) 2.有用推论Vt2-Vo2=2as 3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at 5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a0;反向则a0｝ 8.实验用推论s=aT2 {s为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝ 9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。 注：(1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式; (4)其它相关内容:质点.位移和路程.参考系.时间与时刻;速度与速率.瞬时速度。 2)自由落体运动

1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt2=2gh 注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律; (2)a=g=9.8m/s210m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下)。 (3)竖直上抛运动 1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s210m/s2) 3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起) 5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间) 注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值; (2)分段处理：向上为匀减速直线运动，向下为自由落体运动，具有对称性; (3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。 二、质点的运动(2)----曲线运动、万有引力 1)平抛运动 1.水平方向速度：Vx=Vo 2.竖直方向速度：Vy=gt 3.水平方向位移：x=Vot 4.竖直方向位移：y=gt2/2 5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2

第六章 狭义相对论作业答案(2014)

AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF 第六章 狭义相对论基础（2014） 一．选择题 1、（基础训练1）宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过 t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船 的固有长度为( ).(c 表示真空中光速) (A) c ·t (B) v ·t (C) 2 / 1(v /)c t c ??-(D) 2 )/(1c t c v -??? 解答：[A]. 飞船的固有长度为飞船上的宇航员测得的长度，即为c ·t 。 2、（基础训练2）在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s ，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ，则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速) (A) (4/5) c ． (B) (3/5) c ． (C) (2/5) c ． (D) (1/5) c ． 解答：[B].

AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF 3、（基础训练3） K 系与K ＇系是坐标轴相互平行的两个惯性系，K ＇系相对于K 系沿Ox 轴正方向匀速运动．一根刚性尺静止在K ＇系中，与O'x'轴成 30°角．今在K 系中观测得该尺与Ox 轴成 45°角，则K ＇系相对于K 系的速度是： (A) (2/3)c ． (B) (1/3)c ． (C) (2/3)1/2c ． (D) (1/3)1/2 c ． 解答：[C]. K ＇系中：00'cos30;'sin30x y l l l l ??== K 系中：()2 'tan 45'1/1/3x x y y l l l l v c v ===?-=?= 4、（自测提高3）设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K 倍， 则其运动速度的大小为 (以c 表示真空中的光速) (A) 1-K c ． (B) 2 1K K c -． (C) 12-K K c ． (D) )2(1 ++K K K c 解答：[C]. 1 11122 02 0-=?=-=? -= K K c v K c v E E c v E E )/()/(总能量：

大学物理第十四章相对论习题解答

§14.1 ～14. 3 14.1 狭义相对论的两条基本原理为相对性原理；光速不变原理。 14.2 s ′系相对s 系以速率v=0.8c ( c 为真空中的光速）作匀速直线运动，在S 中观测一事件发生在m x s t 8103,1×==处，在s ′系中测得该事件的时空坐标分别为 t =′x 1×108 m 。 分析：洛伦兹变换公式：)t x (x v ?=′γ，)x c t (t 2v ?=′γ其中γ=，v =β。 14.3 两个电子沿相反方向飞离一个放射性样品，每个电子相对于样品的速度大小为0.67c ， 则两个电子的相对速度大小为：【C 】 （A ）0.67c （B ）1.34c （C ）0.92c （D ）c 分析：设两电子分别为a 、b ，如图所示：令样品为相对静止参考系S ， 则电子a 相对于S 系的速度为v a = -0.67c （注意负号）。令电子b 的参考系为 动系S '（电子b 相对于参考系S '静止），则S '系相对于S 系的速度v =0.67c 。 求两个电子的相对速度即为求S '系中观察电子a 的速度v'a 的大小。 根据洛伦兹速度变换公式可以得到：a a a v c v v 21v v ??=′，代入已知量可求v'a ，取|v'a |得答案C 。 本题主要考察两个惯性系的选取，并注意速度的方向（正负） 。本题还可选择电子a 为相对静止参考系S ，令样品为动系S '（此时，电子b 相对于参考系S '的速度为v'b = 0.67c ）。那么S '系相对于S 系的速度v =0.67c ，求两个电子的相对速度即为求S 系中观察电子b 的速度v b 的大小。 14.4 两个惯性系存在接近光速的相对运动，相对速率为u （其中u 为正值） ，根据狭义相对论，在相对运动方向上的坐标满足洛仑兹变换，下列不可能的是：【D 】 （A ）221c u /)ut x (x ??=′； （B ）22 1c u /)ut x (x ?+=′ （C ）221c u /)t u x (x ?′+′=； （D ）ut x x +=′ 分析：既然坐标满足洛仑兹变换（接近光速的运动），则公式中必然含有22 11c v ?=γ，很明显答案A 、B 、C 均为洛仑兹坐标变换的公式，答案D 为伽利略变换的公式。此题的迷惑性在于（B ），因为S '和S 系的选取是相对的，只是习惯上将动系选为S '，仅仅是字母符号的不同。 14.5 设想从某一惯性系K 系的坐标原点O 沿X 方向发射一光波，在K 系中测得光速u x =c ，则光对另一个惯性系K'系的速度u'x 应为【D 】

高中物理必修一公式总结.doc

物理公式及图像总结高一物理必修 1 知识点总结 章节具体内容主要相关公式 ①参考系 1、运动、空间②建立一维、二维坐标系描述空 二运动和时间间位置 ③时间和时刻 ①质点 的描述2、质点和位移 3、速度和加速 ②位移和路程 ③矢量和标量 ①平均速度和瞬时速度 ②加速度 ▲平均速度 v s t 三匀度 ③匀速直线运动的位移图象 ④匀速直线运动的速度图象 ①匀变速直线运动的特点 ②匀变速直线运动的公式、规律 ③匀变速直线运动的速度图象 ▲加速度a v t v o t ▲ v t v o at ▲匀变速直线运动平均速度 变 1、匀变速直线速运动的规律 直 线 运 动 2、匀变速直线的 运动的实验研研究 究④匀变速直线运动的位移图象 ①用打点计时器或频闪照相方法 研究匀变速直线运动。 ②利用纸带会计算某点的瞬时速 度和物体运动的加速度 ③经历匀变速直线运动的实验研 究过程 v v t v o 2 ▲匀变速直线运动的位移 s vt v o v t t v t 1 at2 o 2 2 ▲v t2 v o2 2as ▲相同时间间隔内位移差 s aT 2 ▲ v v t v0 v o a t 2 2 ▲各个点的瞬时速度 v n s n s n 1 2T

3、自由落体运 动 1、重力与重心四 相 互 2、形变与弹力作 用 3、摩擦力 1、力的合成五 力 2、力的分解与 平 3、力的平衡衡 4、平衡条件的 应用 1、牛顿第一定六 律 力 2、牛顿第二定与 律 运 3、牛顿第三定动 律①自由落体运动的特点 ②自由落体运动的性质 ③自由落体运动的公式、规律 ④自由落体运动规律探索的回眸 ①力的图示与力的示意图 ②重力及其测量，弹簧测力计 ③重心和稳定 ①形变、弹性 ②胡克定律 ③弹力的应用 ①滑动摩擦、动摩擦因数 ②静摩擦 ③摩擦力的调控 ①力的平行四边形定则 ②合力的计算①力的作 用效果及分解 ②力的正交分解 ③力的分解的应用 ①共点力作用下的平衡条件 ②平衡的种类和稳度 ①平衡条件的应用 ①伽利略的理想实验 ②牛顿第一定律 ③物体的惯性 ①牛顿第二定律及其应用 ②力学单位制 ①牛顿第三定律 ▲ v t gt ▲s 1 gt2 2 ▲ v t2 2 gs ▲ G mg ▲弹力 F kx （胡克定律） ▲滑动摩擦力f N ▲力的正交分解 F x F cos F y F sin ▲共点力下物体平衡条件： F合0 ▲牛顿第二定律 F ma ▲作用力和反作用力 F F

狭义相对论作业(2[1]..

一、选择题 ［ A ］1 宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过?t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速) (A) c ·?t (B) v ·?t (C) 2 )/(1c t c v -?? (D) 2 )/(1c t c v -??? 注：飞船中的光速为c ，传播时间为?t ，所以飞船的固有长度为c ·?t ［ B ］2 在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s ，若相对于甲 作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ，则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速) (A) (4/5) c ． (B) (3/5) c ． (C) (2/5) c ． (D) (1/5) c ． 注：由于2 20 1c v -= ττ，其中s 5=τ，s 40=τ，故c v 5 3= ［ C ］3 K 系与K ＇系是坐标轴相互平行的两个惯性系，K ＇系相对于K 系沿Ox 轴正方向匀速运动．一根刚性尺静止在K ＇系中，与O 'x '轴成 30°角．今在K 系中观测得该尺与Ox 轴成 45°角，则K ＇系相对于K 系的速度是： (A) (2/3)c ． (B) (1/3)c ． (C) (2/3)1/2c ． (D) (1/3)1/2c ． 注：22 1c v x x -=，0y y = ?-=-= =2 2 22 00 11 30 tan 145tan c v c v x y x y c v 21 )3 2 (= ［ C ］4 设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K 倍，则其运动速度的大小 为(以c 表示真空中的光速) (A) 1-K c ． (B) 21K K c -． (C) 12-K K c ． (D) )2(1 ++K K K c ． 注：?=2 02c km mc ?=-k c v 2 2 11 12-= k k c v

第15章 相对论简介 单元综合试题及答案1

第十五章相对论简介 一、选择题 1．下列说法正确的是( ) A．力学规律在任何参考系中都是相同的 B．在所有惯性系中物理规律都是相同的 C．在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同 D．牛顿运动定律在非惯性系中不变 2．下列说法正确的是( ) A．物理的基本规律在所有惯性系中都是等价的 B．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动都无关 C．在任何惯性系中，光在真空中沿任意方向的传播速度都相同 D．以上说法均不正确 3．有甲、乙两人，甲以5m/s的速度、乙以3m/s的速度都向东直线行走，则甲相对于乙的速度大小为( ) A．3m/s B．5m/s C．2m/s D．8m/s 4．设某人在以速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是( ) A．飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5c B．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5c C．在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是c D．在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c 5．甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子，同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子，则下列说法正确的是( ) A．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大 B．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小 C．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度大 D．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度小 6．下列属于广义相对论结论的是( ) A．尺缩效应B．时间变慢 C．光线在引力场中弯曲D．物体运动时的质量比静止时大大 二、填空题 7．一长杆在车厢中静止，杆与车厢前进的方向平行，在车厢中测得杆长为1m，若车厢以 0.6c的速率行驶，则在地面上测得的杆长为____________ 8．相对论是由物理学家_____________提出的，他还有个关于质量和能量的方程：_____________。

工科物理大作业15-狭义相对论基础

15 15 狭义相对论基础 班号 学号 姓名 成绩 一、选择题 （在下列各题中，均给出了4个~6个答案，其中有的只有1个是正确答案，有的则有几个是正确答案，请把正确答案的英文字母序号填在题后的括号内） 1. 狭义相对论揭示了： A ．微观粒子的运动规律； B ．电磁场的运动规律； C ．高速物体的运动规律； D ．引力场中的时空结构。 （C ） [知识点] 狭义相对论的研究对象。 2. S 系内发生的两事件P 1和P 2，其时空坐标分别为P 1 (x 1，t ) 和P 2 (x 2，t )，S’系以高速v 相对于S 系沿x 轴方向运动，则S’系测得这两件事必是： A ．同时事件； B ．不同地点发生的同时事件； C ．既非同时，也非同地； D ．无法确定。 （C ） [知识点] 同时性的相对性概念。 [分析与解答] 由题意知，012≠-=?x x x ，012=-=-=?t t t t t ，即这两个事件在S 系是同时不同地发生的，则由洛仑兹变换式得 0122≠-?-?='?c t x x /v v ，012 22≠-?- ?='?c x c t t /v v 所以，S’系测得这两件事必是既非同时，也非同地。 3. 两个惯性系S 和S '，S '系沿x （x '）轴方向以速度v 相对于速度S 系运动。设在S '系中某点先后发生的两个事件，用固定于该系的钟测出两事件的时间间隔为τ0，而用固定在S 系的钟测出这两个事件的时间间隔为τ 。又在S '系x '轴上放置一固有长度为l 0的细杆，从S 系测得此杆的长度为l ，则下列正确的是： A. 0ττ<，0l l <； B. 0ττ<，0l l >；

高中物理(人教版,选修34)课时作业与单元检测第十五章 相对论简介(4份)第十五章 第2节

第2节时间和空间的相对性 1．(1)经典物理学家认为：如果两个事件在一个参考系中是同时发生的，那么在另一个参考系中观察也一定是________发生的．即同时是绝对的，与所在的惯性参考系 ________． (2)狭义相对论的时空观认为：同时是________的，即在一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中不一定是________的． 2．(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做________________而不同． (2)相对论的时空观：长度也具有____________，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度____，但在垂直于杆的运动方向上，杆的长度______． (3)相对长度公式：设相对于杆静止的观察者认为杆的长度为l0，称为固有长度，与杆有相对运动的人认为杆的长度为l，杆相对于观察者的速度为v，则l，l0，v的关系是l＝________________________. 3．(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________ 的． (2)相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是 ________的，惯性系________________越大，惯性系中的______________越慢．非但如此，惯性系中的一切__________________________________________________________．(3)相对时间间隔公式：设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔，Δt 表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔，则它们的关系是Δt＝ ________________________. 4．相对论认为________和________是有联系的，与物质的________________有关．经典物理学则认为空间和时间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间和时间之间没有什么联系． 5．下列关于经典力学的时空观，正确的是() A．经典力学的时空观中，同时是绝对的，即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件，对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的 B．在经典力学的时空观中，时间间隔是绝对的，即任何事件(或物体的运动)所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系的选取无关 C．在经典力学的时空观中，空间距离是绝对的，即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点距离是绝对的不变的量值，而与参考系选取无关 D．经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关． 6．在一惯性系中观测，有两个事件同时不同地，则在其他惯性系中观察，结果是() A．一定同时 B．可能同时 C．不可能同时，但可能同地 D．不可能同时，也不可能同地 概念规律练 知识点一“同时”的相对性 1. 图1 地面上A、B两个事件同时发生．如图1所示，对于坐在火箭上沿两个事件发生地点AB 连线飞行的人来说，哪个事件先发生？

高中物理一公式总结

物理公式及图像总结 高一物理必修1知识点总结

补充：直线运动的图象 1、从S—t图象中可求： ⑴、任一时刻物体运动的位移 ⑵、物体运动速度的大小（直线或切线的斜率 ．．．．．．．．大小） ⑴、图线向上倾斜表示物体沿正向作直线运动，图线向下倾斜表示物体沿反向作直线运动。 ⑵、两图线相交表示两物体在这一时刻相遇 ⑶、比较两物体运动速度大小的关系（看两物体S—t图象中直线或切线的斜率 ．．．．．．．．大小） 2、从V—t图象中可求： ⑴、任一时刻物体运动的速度 ⑵、物体运动的加速度（a>0 ．．．．） ．．．表示减速 ．．．．．a<0 ．．．表示加速， V） ⑴、图线纵坐标的截距表示 ．．．．．．．．．．0 ．．．时刻的速度（即初速度 ．．．．．．．．t=0 ⑵、图线与横坐标所围的面积表示 ．．． ．．．．．．．．，在t．轴下方 ．．．．相应时间内的位移 ．．。在t．轴上方的位移为正 的位移为负 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。 ．．．．．。某段时间内的总位移等于各段时间位移的代数和 ⑶、两图线相交表示两物体在这一时刻速度相同 ⑷、比较两物体运动加速度大小的关系 补充：匀速直线运动和匀变速直线运动的比较

补充：速度与加速度的关系．．．．．．．．． 1、速度与加速度没有必然的关系，即： ⑴速度大，加速度不一定也大； ⑵加速度大，速度不一定也大； ⑶速度为零，加速度不一定也为零； ⑷加速度为零，速度不一定也为零。 2、当加速度a 与速度V 方向的关系确定时，则有： ⑴若a 与V 方向相同．．．．时，不管．．a ．如何变．．．化，．．V ．都增大．．．。 ⑵若a 与V 方向相反．．．．时，不管．．a ．如何变化，．．．．．V ．都减小．．．。 ★思维拓展：有大小和方向的物理量一定是矢量吗如：电流强度 高中物理必修一、二公式总结 一、运动的描述 1、速度：位移与发生这个位移所用时间的比值 x v t ?= ? 2、平均速度：物体运动的总位移和所用总时间的比值

教科版高中物理必修3-4知识讲解 相对论简介

相对论简介 ： ： 【学习目标】 1．理解经典的相对性原理． 2．理解光的传播与经典的速度合成法则之间的矛盾． 3．理解狭义相对论的两个基本假设． 4．理解同时的相对性． 5．知道时间间隔的相对性和长度的相对性． 6．知道时间和空间不是脱离物质而单独存在的 7．知道相对论的速度叠加公式． 8．知道相对论质量． 9．知道爱因斯坦质能方程． 10．知道广义相对性原理和等效原理． 11．知道光线在引力场中的弯曲及其验证． 【要点梳理】 【相对论简介】 要点一、相对论的诞生 1．惯性系和非惯性系 牛顿运动定律能够成立的参考系叫惯性系，匀速运动的汽车、轮船等作为参考系就是惯性系．牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系．例如我们坐在加速的车厢里，以车厢为参考系观察路边的树木房屋向后方加速运动，根据牛顿运动定律，房屋树木应该受到不为零的合外力作用，但事实上没有，也就是牛顿运动定律不成立．这里加速的车厢就是非惯性系． 相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系． 2．伽利略相对性原理 力学规律在任何惯性系中都是相同的．即任何惯性参考系都是平权的． 这一原理在麦克尔逊—莫雷实验结果面前遇到了困惑，麦克尔逊—莫雷实验和观测表明：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的． 3．麦克尔逊—莫雷实验 （1）实验装置，如图所示． （2）实验内容：转动干涉仪，在水平面内不同方向进行光的干涉实验，干涉条纹并没有预期移动． （3）实验原理： 如果两束光的光程一样，或者相差波长的整数倍，在观察屏上就是亮的；若两束光的光程差不是波长的整数倍，就会有不同的干涉结果．由于1M 和2M 不能绝对地垂直，所以在观察屏上可以看到明

高中物理必备知识点：相对论简介总结

第十七章 相对论简介 这一章介绍高速物体的运动规律和相对论的时空观。这章的教学有两个特点。 第一，我们平时接触的都是低速运动，因此本章很多结论与日常经验不一致，难于接受。第二，相对论的全面阐述要用到较多的高等数学知识，所以这章许多结论都是直接给出的。相对论内容非常抽象，不易理解，但考纲对本章要求不高，只要记住结论就行。 【教学要求】 1．了解相对论的几个基本假设。 2．知道长度、时间的相对性。 3．初步了解相对论速度、质量变换公式。 4．了解爱因斯坦质能关系。 【知识再现】 知识网络 本章概览 考点剖析 选修3-4 相对论简介 相对论的诞生：伽利略相对性原理 狭义相对论的两个基本假设：狭义相对性原理；光速不变原理 时间和空间的相对性：“同时”的相对性 长度的相对性――20)(1c v l l -= 时间间隔的相对性―― 2 )(1c v t -?= ?τ 相对论的时空观 狭义相对论的其他结论：相对论速度变换公式―― 2 1c v u v u u '+'= 相对论质量―― 2 0)(1c v m m -= 质能方程2mc E = 广义相对论简介：广义相对性原理；等效原理 广义相对论的几个结论：物质的引力使光线弯曲 引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别

1．惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系就叫做惯性系．相对于一个惯性系做 运动的另一个参考系也是惯性系． 2．狭义相对论的两个基本假设 (1)狭义相对性原理： 。 (2)光速不变原理： 。 3．相对论质量 物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间的关系 2 0)(1c v m m -= 4．质能方程：E ＝mc 2 1．伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。 2．狭义相对性原理：在不同的惯性参考系，一切物理规律都是相同的 3．光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系。 4．对两个基本原理的正确理解 ①自然规律不仅包括力学规律，还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律。 ②强调真空中的光速不变指大小既不依赖于光源或观察者的运动，也不依赖于光的传播方向。 ③几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速，结果都不违背光速不变原理。 【应用1】下列说法正确的是 （ ） A ．力学规律在任何参考系中都是相同的 B ．在所有惯性系中物理规律都是相同的 C ．在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同 D ．牛顿运动定律在非惯性系中不变 相同的，在非惯性参考系中，牛顿运动定律不再选用。故选B 1．“同时”的相对性： “同时”是相对的。在一个参考系中看来“同时”的，在另一个参考系中却可能“不同时”。 同时性就是相对的。即在一个惯性系中同时发生的两事件，在另一个惯性系中就不一定是同时发生的。 2．长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。即 20)(1c v l l -= 式中l ，是与杆相对运动的人观察到的杆长，l 0是与杆相对静止的人观察到的杆长。 ②这种长度的变化是相对的，如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与他们一起运动的两位 重点突破

高中物理全部公式大全汇总

[转] 高中所有物理公式整理，参考下的。 超级全面的物理公式！！！很有用的说~~~（按照咱们的物理课程顺序总结的）1）匀变速直线运动 1.平均速度V平＝s/t（定义式） 2.有用推论Vt2-Vo2＝2as 3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt＝Vo+at 5.中间位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝Vt/2t 7.加速度a＝(Vt-Vo)/t ｛以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a>0；反向则a<0｝ 8.实验用推论Δs＝aT2 ｛Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝ 注： (1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式，不是决定式; 2)自由落体运动 1.初速度Vo＝0 2.末速度Vt＝gt 3.下落高度h＝gt2/2（从Vo位置向下计算） 4.推论Vt2＝2gh

（3)竖直上抛运动 1.位移s＝Vot-gt2/2 2.末速度Vt＝Vo-gt （g=9.8m/s2≈10m/s2） 3.有用推论Vt2-Vo2＝-2gs 4.上升最大高度Hm＝Vo2/2g(抛出点算起） 5.往返时间t＝2Vo/g （从抛出落回原位置的时间） 1)平抛运动 1.水平方向速度：Vx＝Vo 2.竖直方向速度：Vy＝gt 3.水平方向位移：x＝Vot 4.竖直方向位移：y＝gt2/2 5.运动时间t＝(2y/g）1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt＝(Vx2+Vy2)1/2＝[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ＝Vy/Vx＝gt/V0 7.合位移：s＝(x2+y2)1/2, 位移方向与水平夹角α:tgα＝y/x＝gt/2Vo 8.水平方向加速度：ax=0；竖直方向加速度：ay＝g 2）匀速圆周运动 1.线速度V＝s/t＝2πr/T 2.角速度ω＝Φ/t＝2π/T＝2πf 3.向心加速度a＝V2/r＝ω2r＝(2π/T)2r 4.向心力F心＝mV2/r＝mω2r＝mr(2π/T)2＝mωv=F合 5.周期与频率：T＝1/f 6.角速度与线速度的关系：V＝ωr

相对论作业 15章

第十五章 狭义相对论基础 一.选择题 1．(1) 对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对于该惯性系作匀速直线运动的其它惯生性系中的观察者来说，它们是否同时发生？(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？ 关于上述两个问题的正确答案是 [ ] (A )（1）同时，（2）不同时； (B )（1）不同时，（2）同时； （C ）（1）同时，（2）同时； （D ）（1）不同时，（2）不同时。 5．一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行，如果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是 [ ] （A ）2c （B ）3c （C ）54c （D ）109c 7．在某地发生两件事，静止位于该地的的甲测得时间间隔为4s ，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s ，则乙相对于甲的运动速度是（c 表示真空中的光速） [ ] (A)54c (B)53c (C )c (D)52c 8．在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的 [ ] （1）一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速。 （2）质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的。 （3）在一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的的两个事件在其它一切惯性系中也是同时发生的。 （4）惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走的慢些。 （A ）（1），（3），（4） （B ）（1），（2），（4） （C ）（1），（2），（3） （D ）（2），（3），（4） 二．填空题 1．狭义相对论确认，时间和空间的测量值都是 ，它与观察者的 密切相关。 2．爱因斯坦的两条基本假设是 和 。 3．已知惯性系S '相对于惯性系S 以0.5c 的匀速度沿x 轴的负方向运动，若从S '系的坐标原点O '沿x 轴正方向发出一光波，则S 系中测得此光波的波速为 。 11．π+介子是不稳定的粒子，在它自己的参照系中测得平均寿命是2.6?10-8 s ，如果它相对实验室以 0.8c 的速度运动，那么实验室坐标系中测得的π+介子的寿命是 s 。 12．（1）在速度v = 情况下粒子的动量等于非相对论动量的两倍。 （2）在速度v = 情况下粒子的动能等于它的静止能量。 三．计算题

20162017学年高中物理第15章相对论简介本章测评B新人教版选修34

第15章相对论简介 (高考体验) 一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选 错或不选的得0分) 1.(2010·北京理综)属于狭义相对论基本假设的是:在不同的惯性系中() A.真空中光速不变 B.时间间隔具有相对性 C.物体的质量不变 D.物体的能量与质量成正比 解析:由爱因斯坦狭义相对论基本假设可知选项A正确。 答案:A 2.(2011·江苏单科) 如图所示,沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是() A.同时被照亮先被照亮 先被照亮 D.无法判断 解析:由“同时”的相对性可知,列车上的观察者观察到光信号先到达C,选项C正确。 答案:C 3.(2014·四川理综)电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是() A.电磁波不能产生衍射现象 B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 解析:任何波都有衍射现象,选项A错误;遥控器发射红外线脉冲信号遥控电视机,选项B错误;根据多普勒效应可以测出天体运动速度,选项C正确;光在一切惯性系中的速度是不变的,选项D错误。答案:C 4.导学号(2015·山东聊城高二检测)惯性系S中有一边长为l的正方形,从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是() 解析:由相对论知识可知,沿运动方向,物体的长度将变短,而其他方向物体长度不会发生变化,因此,选项C正确,A、B、D错误。 答案:C

高中物理经典时空观与相对论时空观-例题解析-文档

经典时空观与相对论时空观-例题解析 1.着重体会从绝对时空观无法解释光的传播问题出发，进而提出狭义相对论假设的思想方法. 2.相对论的两个假设无法直接加以验证，但是由它导出的一系列结论却都与实验相符，这种“间接证明”的方法是科学研究中的重要方法. 3.要紧抓住“两个假设”，只有深入理解了这两个“假设”的含义，才能理解应用其他各种相对论效应. 4.要重新科学理解“同时”的含义. 5.注意相对论中各种效应都是相互的. 例如，一把尺子相对地面高速运动时，地面上的观察者测量到尺子的长度变短.如果尺子在地面上不动,而观察者相对于地面高速运动，那么观察者测量到的尺子长度和观察者不运动时相比仍然是缩短的. 时钟变慢的效应也有和“尺缩效应”一样的性质. 6.注意“运动的尺子变短”只是在运动方向上变短，其他方向不变. 【例1】 一只完全密封而不透明的船正在静水中匀速航行，船内的人能够感知船在运动吗？能够测量船的航行速度吗？如果船是加速航行呢？ 解析：如果船是真正的匀速航行，船内的人又无法以船外的物体为参考系，则无法感知船在运动，更不可能测量船的速度.这是伽利略相对性原理的要求. 如果船是加速或减速航行，船内的人完全可以利用牛顿定律测量出船的加速度，但依然不能测量出船的瞬时速度. 【例2】 根据相对论理论，一尺子相对参考系静止时长为L 0，当它以速度v 匀速运动时，参考系上的人测量该尺子的长度将变为： L =L 022 1c v -(c 是光在真空中的传播速度) (5－1) 称之为长度收缩公式. 如果一观察者测得运动着的米尺长0.5 m(米尺的静止长度为1 m)，问此尺以多大的速度接近观察者？ 解析：由L =L 022 1c v -得： v =c 20 2 1L L -=c 25.01-=0.87c =2.6×108 m/s. 【例3】 根据相对论理论,如果地球上的时钟走过了时间t ，那么，以速度v 相对地球运动的飞船上的时钟走过的时间t ′则为： t ′=t 22 1c v -(c 是光在真空中的传播速度) (5－2) 通俗地说，就是运动的时钟变慢了. 设想飞船在甲乙两个相距8亿千米的星球间飞行，甲、乙两星球及飞船上各有一个巨大的钟，现飞船相对星球以0.75c (c 是真空中光速)的速度离开甲星球飞向乙星球，飞船经过甲星球时，三个钟均调整指到3：00整.问，当飞船飞过乙星球的瞬间，飞船内的人看到乙星球上的钟和飞船上的钟分别指向多少？ 解析：在乙星球的观察者看来，飞船飞越的时间为：

高中物理所有公式总结

一, 质点的运动（1）----- 直线运动 1)匀变速直线运动 1.平均速度V平=S / t （定义式） 2.有用推论Vt 2 –V0 2=2as 3.中间时刻速度Vt / 2= V平=(V t + V o) / 2 4.末速度V=Vo+at 5.中间位置速度Vs / 2=[(V_o2 + V_t2) / 2] 1/2 6.位移S= V平t=V o t + at2 / 2=V t / 2 t 7.加速度a=(V_t - V_o) / t 以V_o为正方向，a与V_o同向(加速)a>0；反向则a<0 8.实验用推论ΔS=aT2 ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之差 9.主要物理量及单位:初速(V_o):m/ s 加速度(a):m/ s2 末速度(Vt):m/ s 时间(t):秒(s) 位移(S):米（m）路程:米 速度单位换算：1m/ s=3.6Km/ h 注：(1)平均速度是矢量。(2)物体速度大,加速度不一定大。(3)a=(V_t - V_o)/ t只是量度式，不是决定式。(4)其它相关内容：质点/位移和路程/s--t图/v--t图/速度与速率/ 2) 自由落体 1.初速度V_o =0 2.末速度V_t = g t 3.下落高度h=gt2 / 2（从V_o 位置向下计算） 4.推论V t2 = 2gh 注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速度直线运动规律。 (2)a=g=9.8≈10m/s2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下。 3) 竖直上抛 1.位移S=V_o t –gt 2 / 2 2.末速度V_t = V_o –g t （g=9.8≈10 m / s2 ） 3.有用推论V_t 2 - V_o 2 = - 2 g S 4.上升最大高度H_max=V_o 2 / (2g) (抛出点算起) 5.往返时间t=2V_o / g （从抛出落回原位置的时间） 注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值。(2)分段处理：向上为匀减速运动，向下为自由落体运动，具有对称性。(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。 平抛运动

人教版高中物理选修3-4-15-相对论简介

第十五章相对论简介 教学目的： 1．了解相对论的诞生及发展历程 2．了解时间和空间的相对性 3．了解狭义相对论和广义相对论的内容 教学重点：时间和空间的相对性、狭义相对论和广义相对论 教学难点：时间和空间的相对性 教学过程： 一、狭义相对论的基本假设 牛顿力学是在研究宏观物体的低速（与光速相比）运动时总结出来的.对于微观粒子，牛顿力学并不适用，在这一章中我们还将看到，对于高速运动，即使是宏观物体，牛顿力学也不适用. 19世纪后半叶，关于电磁场的研究不断深入，人们认识到了光的电磁本质.我们已经知道，电磁波是以巨大的速度传播的，因此在电磁场的研究中不断遇到一些矛盾，这些矛盾导致了相对论的出现. 相对论不仅给出了物体在高速运动时所遵循的规律，而且改变了我们对于时间和空间的认识，它的建立在物理学和哲学的发展史上树立了一座重要的里程碑. 经典的相对性原理 如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系，相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系. 我们引用伽利略的一段话，生动地描述了一艘平稳行驶的大船里发生的事情.“船停着不动时，你留神观察，小虫都以等速向各方向飞行，鱼向各个方向随意游动，水滴滴进下面的罐中；你把任何东西扔给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向不比向另一方向用更多的力.你双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相同.当你仔细观察这些事情之后，再使船以任何速度前进，只要运动是匀速的，也不忽左忽右地摆动，你将发现，所有上述现象丝毫没有变化.你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着不动”通过这段描述以及日常经验，人们很容易相信这样一个论述：力学规律在任何惯性系中都是相同的.这个论述叫做伽利略相对性原理.相对性原理可以有不同的表述.例如还可以表述为：在一个惯性参考系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对于另一个惯性参考系做匀速直线运动；或者说，任何惯性系都是平权的. 在不同的参考系中观察，物体的运动情况可能不同，例如在一个参考系中物体是静止的，在另一个参考系中看，它可能是运动的，在不同的参考系中它们运动的速度和方向也可能不同.但是，它们在不同的惯性系中遵从的力学规律是一样的，例如遵从同样的牛顿运动定律、同样的运动合成法则…… 光速引起的困难

高中物理学考公式大全

学习必备 欢迎下载 高中物理学考公式大全 一、运动学基本公式 1．匀变速直线运动基本公式： 速度公式：(无位移)at v v t +=0 位移公式：（无末速度）2 02 1at t v x + = 推论公式（无时间）：ax v v t 2202=- （无加速度）t v v x t 2 0+= 2、计算平均速度 t x v ??=【计算所有运动的平均速度】 2 0t v v v += 【只能算匀变速运动的平均速度】 3、打点计时器 (1)两种打点计时器 （a ）电磁打点计时器： 工作电压（6V 以下） 交流电 频率50HZ （b ）电火花打点计时器：工作电压（220v ） 交流电 频率50HZ 【计数点要看清是相邻的打印点（间隔 ）还是每隔个点取一个计数点(间隔0.1s)】 （2）纸带分析 （a (b)求某点速度公式：t x v v t 22==【会根据纸带计算某个计数点的瞬时速度】 二、力学基本规律 1、不同种类的力的特点 （1）．重力：mg G =（2r GM g ∝ ，↓↑g r ,，在地球两极g 最大，在赤道g 最小） (2). 弹力: x k F ?= 【弹簧的劲度系数k 是由它的材料，粗细等元素决定的，与它受不受力以及在弹 性线度内受力的大小无关】 (3).滑动摩擦力 N F F ?=μ；【在平面地面上，FN=mg ，在斜面上等于重力沿着斜面的分力】 静摩擦力F 静 :0～F max ,【用力的平衡观点来分析】 2．合力：2121F F F F F +≤≤-合 力的合成与分解：满足平行四边形定则 三、牛顿运动定律 （1）惯性：只和质量有关 （2）F 合=ma 【用此公式时，要对物体做受力分析】 (3)作用力和反作用力：大小相等、方向相反、性质相同、同时产生同时消失，作用在不同的物体上（这是与平衡力最明显的区别） （4）运用牛顿运动定律解题