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专题7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性
【人教版】
【题型1光速不变原理】
【题型2同时的相对性】
【题型3时间延缓效应】
【题型4长度收缩效应】
【题型5质量问题】
【题型6综合问题】
【题型7牛顿力学的局限性】
【题型1光速不变原理】
【例1】关于狭义相对论的说法,不正确的是()
A.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
B.狭义相对论认为在一切惯性参考系中,光在真空中的速度都等于c,与光源的运动无关
C.狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系
D.狭义相对论任何情况下都适用
【变式1-1】(多选)设某人在速度为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
【变式1-2】如图所示,考虑几个问题:
(1)如图所示,参考系O′相对于参考系O静止时,人看到的光速应是多少?
(2)参考系O′相对于参考系O以速度向右运动,人看到的光速应是多少?
v
(3)参考系O相对于参考系O′以速度v向左运动,人看到的光速又是多少?
【变式1-3】如图所示,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
()
A.0.4cB.0.5cC.0.9cD.c
【题型2同时的相对性】
【例2】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
向以接近光速的速度行驶,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B.A先被照亮
C.C先被照亮D.无法判断
【变式2-1】如图所示,在地面上M点固定一光源,在离光源等距的A、B两点上固定有两
个光接收器,今使光源发出一闪光,问:
(1)在地面参考系中观测,谁先接收到光信号?
(2)在沿AB方向高速运动的火车参考系中观测,谁先接收到光信号?
9m
【变式2-2】如图所示,一同学在教室上课,教室的长度为,教室中间位置有一光源。
c
有一飞行器从前向后高速通过教室外侧,已知光速为、飞行器中的飞行员认为()
A.教室中的时钟变快
B.教室的长度大于9m
C.从光源发出的光先到达教室后壁
D.光源发出的光,向后的速度小于c
【变式2-3】如图所示,一列火车以速度v相对地面运动。如果地面上的人测得某光源发出
的闪光同时到达车厢的前壁后壁,那么按照火车上人的测量,闪光()
A.先到达前壁B.先到达后壁C.同时到达前后壁D.无法确定
【题型3时间延缓效应】
【例3】长度测量与被测物体相对于观察者的运动有关,一艘宇宙飞船的船身长度为l=90
0
8
m,相对地面以v=0.8c的速度在一观测站的上空飞过。(光速c=3.0×10m/s)
(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少?
(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少?
【变式3-1】(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟,飞船和地球上
的人观测这两只钟的快慢,下列说法正确的有()
A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快
B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢
C.地球上的人观测到地球上的钟较快
D.地球上的人观测到地球上的钟较慢
【变式3-2】下列说法正确的是(
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