6.1牛顿眼中的世界 6.2爱因斯坦眼中的世界 课件 (3)

课件18张PPT。第1节　牛顿眼中的世界
第2节　爱因斯坦眼中的世界
习题课课堂互动讲练 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和后壁(如图6－1－3所示)，那么按照火车上人的测量，闪光先到达前壁还是后壁？火车上的人怎样解释自己的测量结果？图6－1－3【精讲精析】　由于地面上人测得闪光同时到达前后两壁，在光向前后两壁传播的过程中火车要相对于地面向前运动一段距离．所以光源发光的位置一定离前壁较近，这个事实对于车上、车下的人都是一样的，在车上的人看来，既然发光点离前壁较近，各个方向的光速又都是一样的，当然闪光先到达前壁．
【答案】　见精讲精析变式训练1　(1)如果光源在运动火车车厢的中点，火车上的人会感到闪光同时到达车厢的前壁和后壁吗？站在车厢一侧地面上的人感觉怎样？
(2)如果是车厢静止，光源固定在火车车厢正中央，车上有一人坐在车厢上，车下有一人沿车厢方向向右运动(速度v，向右为前)．那么两人此时的感觉又如何？解析：(1)车厢里静止的人会感到闪光同时到达车厢的前壁和后壁；而车下地面上静止的人会感到闪光先到达后壁，理由同例1.
(2)如果车厢是静止的，地面上的人是运动的，则坐在车厢里的人会感觉闪光同时到达车厢的前壁和后壁；而车下行走的人会感到闪光先到达前壁，理由同例1.
答案：见解析 如图6－1－4，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(　　)图6－1－4A．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，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖
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【精讲精析】　如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部．然而当你和梭镖相对静止时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子．答案为D.
【答案】　D【方法总结】　(1)相对论中的长度是相对的，在不同惯性系中观察结果是不同的，解题时必须明确所取长度是相对哪一个参考系而言，即在哪一个参考系中测量或观察的结果．(2)平时我们观察不到这种长度收缩，是由于我们生活在比光速低得多的低速世界中．变式训练2　人马星座a星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.3×1016 m．设有一宇宙飞船往返于地球和人马星座a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？答案：9年　0.4年(1)如果u′和v都很大，例如u′＝0.6c，v＝0.6c，它们的合速度会不会超过光速？如果u′和v更大些呢？
(2)若u′＝c，即在运动参考系中观察光的速度是c，求证：u＝c，即在另一个参考系中光的速度也是c，而与v的大小无关．【答案】　见自主解答【方法总结】　按照经典的时空观，u＝u′＋v.而从相对论的速度叠加来看，实际上人对地面的速度u比u′与v之和要小，不过只有在u′和u的大小可以与c相比时才会观察到这个差别．
如果车上人的运动方向与火车的运动方向相反，则u′取负值．变式训练3　地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×108 m/s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×108 m/s跟随A飞行．求：
(1)A上的乘客看到B的相对速度；
(2)B上的乘客看到A的相对速度．答案：(1)－1.125×108 m/s　(2)1.125×108 m/s