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?
问题描述:
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?
答
以地球上的时钟计算
△t=
=x v
s=2.87×108 s=9年2×4.3×1016 0.999×3×108
若以飞船上的时钟计算,因为
△t=
,△t′
1−(
)2
v c
所以得△t′=△t
=2.87×108×
1−(v/c)2
s=1.28×107 s=0.4年.
1−0.9992
答:按地球上的时钟计算,飞船往返一次需9年;如以飞船上的时钟计算,往返一次的时间又为0.4年.
答案解析:以地球上的时钟计算时,根据x=vt计算即可;若以飞船上的时钟计算,要考虑时间的相对论效应.
考试点:声波;匀速直线运动及其公式、图像;* 时间间隔的相对性.
知识点:本题关键明确时间间隔的相对性,记住公式△t=△t′1−(vc)2是关键,较难.