3.如圖所示,A、B、C是三個(gè)完全相同的時(shí)鐘,A放在地面上,B、C分別放在以速度vB和vC朝同一方向飛行的兩枚火箭上,且vB<vC.地面上的觀察者認(rèn)為哪個(gè)時(shí)鐘走得最慢?哪個(gè)時(shí)鐘走得最快?

分析 狹義相對論有兩個(gè)顯著的效應(yīng),即鐘慢和尺縮.可以通俗的理解為:運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢,而且,運(yùn)動(dòng)速度越快,鐘走的越慢,接近光速時(shí),鐘就幾乎停止了; 在尺子長度方向上運(yùn)動(dòng)的尺子比靜止的尺子短,這就是所謂的尺縮效應(yīng),當(dāng)速度接近光速時(shí),尺子縮成一個(gè)點(diǎn).

解答 解:如題圖所示,地面上的觀察者認(rèn)為C鐘走得最慢,因?yàn)樗鄬τ谟^察者的速度最大.根據(jù)公式△t=$\frac{△{t}_{0}}{\sqrt{1-(\frac{v}{c})^{2}}}$可知,相對于觀察者的速度v越大,其上的時(shí)間進(jìn)程越慢,所以C走的最慢.
地面上的鐘A的速度v=0,它所記錄的兩事件的時(shí)間間隔最大,即地面上的鐘走得最快.
答:時(shí)鐘C走得最慢,地面上的鐘A走得最快.

點(diǎn)評 記住并理解狹義相對論的基本假設(shè)和幾個(gè)基本結(jié)論是解決此題的關(guān)鍵,掌握時(shí)間的相對性的公式即可.

練習(xí)冊系列答案
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11.如圖所示,質(zhì)量為m=2kg的小物塊從一半徑為R=1.25m的四分之一光滑圓弧軌道頂點(diǎn)A處由靜止下滑,滑到圓弧最低點(diǎn)B后,滑上長為l=3.5m,質(zhì)量為$\frac{m}{2}$、沒有厚度的長板,物塊與長板上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.2.長板放于平面上,它與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1,物塊滑出長板后,在水平面上做直線運(yùn)動(dòng),然后滑離水平面做平拋運(yùn)動(dòng),已知水平面的長度L=6.5m,水平面的高度h=1.25m,到達(dá)另一平面時(shí)水平飛行距離s=1m.重力加速度為g=10m/s2.求:
(1)在圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)物塊對軌道的壓力大;
(2)物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(3)物塊滑離水平面時(shí),它與長板左端的距離及平拋前整個(gè)過程中小物塊損失的機(jī)械能.

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18.宇宙飛船相對于地面以速度v做勻速直線飛行,某一時(shí)刻飛船頭部的宇航員向飛船尾部發(fā)出一個(gè)光訊號,經(jīng)過△t(飛船上的鐘)時(shí)間后,被尾部的接收器收到,則由此可知飛船的固有長度為c△t.

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8.如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5:1,在原線圈兩端接入如圖乙所示的電壓,電壓表和電流表均為理想電表,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,則下列說法中正確的是( 。
A.圖甲中V2的示數(shù)為44V
B.若電流表的示數(shù)為0.1A,則變壓器的輸入功率為110W
C.無論滑動(dòng)變阻器的阻值是否變化,電壓表V1和V2的示數(shù)之比均為5:1
D.若滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng),則定值電阻R0消耗的電功率將增加

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15.如圖所示,空間存在一水平向右的有界勻強(qiáng)電場,電場上下邊界的距離為d,左右邊界足夠?qū)挘F(xiàn)有一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以豎直向上的速度從下邊界上的A點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場,且恰好沒有從上邊界射出,小球最后從下邊界的B點(diǎn)離開勻強(qiáng)電場,若A、B兩點(diǎn)間的距離為4d,重力加速度為g,求:
(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度;
(2)小球在B點(diǎn)的動(dòng)能;

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12.如圖所示,電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,邊長ab=ad=L,質(zhì)量為m,從某一高度自由落下,通過一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向里,磁場區(qū)域的寬度也為L,下落過程中線框平面始終保持在同一豎直面內(nèi),且ab邊始終水平.導(dǎo)線框的ab邊剛進(jìn)入磁場恰好做勻速運(yùn)動(dòng).(不考慮空氣阻力,重力加速度為g)
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(2)在線圈穿越磁場的全過程,線框中產(chǎn)生的焦耳熱有多少.

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