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关于爱因斯坦“同时的相对性原理”要从“爱因斯坦的奶牛梦”说起:在一个风景如画的牧...

关于爱因斯坦“同时的相对性原理”要从“爱因斯坦的奶牛梦”说起:在一个风景如画的牧场上有许多奶牛在带电的栅栏附近懒散的吃着草,农夫给栅栏通上电时,当电流到达奶牛位置时奶牛就会跳起来.如图所示,在 A 位置的农夫合上电源开关起,电流以光速 c 向奶牛的方向运动,三头奶牛 B、C、D 距 A 位置的农夫、E 位置的爱因斯坦的距离如图所示.观测者只有在奶牛跳起这一现象的光到达观测者眼睛时,才认为奶牛正在跳起.
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(1)农夫看到三头奶牛是同时跳起还是先后跳起?
(2)若从农夫合上电源开关瞬时开始记时,农夫看到三头奶牛跳起距他闭合开关的时间分别是多少?
(3)爱因斯坦看到三头奶牛是同时跳起还是先后跳起?为什么?
(4)根据以上题目所提供信息和你的计算情况你能得到什么样的结论?
(1)速度一定,通过的距离不同,所用时间不同; (2)已知距离和速度,利用t=计算所用时间; (3)不同物体运动的速度和距离都相同时,所用时间相同. (4)对于同一类事件,由于观察者的位置不同,看到其发生的时间是不同的. 答: (1)农夫看到牛跳起,是牛跳起时反射的光进入他的眼睛,因为三头牛距离农夫的远近不同,所以对农夫来说三头牛是依次跳起的. (2)由图知,当在A位置的农夫合上电源开关起,电流以光速向奶牛的方向运动, 当B牛受到电击跳起的景象回到农夫眼前所用总的时间为:,其中C为光速, 同理农夫看到C位置的牛跳起距开关合上的时间为:; 农夫看到D位置的牛跳起距开关合上的时间为. (3)对于在农夫对面E点的爱因斯坦来说,由于光和电传播的速度相同,因此,他看到的是三头牛同时跳起. (4)对于同一类事件,由于观察者的位置不同,看到其发生的时间是不同的.
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考点分析:
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在北方冬天热力厂将水加热后,通过管道把热水送到各家各户的暖气片中进行集中供暖.在南方家庭取暖的设施各不相同,油汀电暖器是一种常用的取暖设备,如图所示,上下各一根中空的金属管,其中一根管中安装一根电发热丝,这两管道间用若干条形金属管上下连通,在管道中充满绝缘、导热性能良好的导热油.现己知该电暖器最大电功率为 2000W,其中导热油6kg,金属管及散热片等总重 5kg.水的比热容为 c=4.2x103 J/,导热油的比热容 cl=1.8×103J/,金属管及散热片的比热容 c2=0.46×103J/•导热油的凝固温度约-48℃,沸点约150℃.试解答下列问题:
(1)为什么北方集中供暖用水作为传递热量的介质,而油汀电暖器却要用导热油作为传递热量的介质?依据你所学的知识说明其道理.
(2)油汀电暖器的电发热丝应当安装在上金属管还是下金属管中?为什么?
(3)为什么油汀电暖器要采用“上下各一根中空的金属管,这两管道间用若干根金属管上下连通”的结构,而不采用“左右各一根中空的金属管,这两管道间用若干根金属管左右连通”的结构?请说明其中的道理.
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雪瑶同学在课外活动中发现,将锌、铜两个金属片插入任何一个水果或蔬菜中时,都可产生电流.她现在想通过实验对各种水果蔬菜所产生电压进行测试,了解影响蔬菜水果所产生电压大小的因素,在实验前她提出了两个假设:
假设 1:各种蔬菜水果所产生的电压的大小与其酸碱度的高低有关.
假设 2:各种蔬菜水果所产生的电压的大小与其淀粉含量有关.
她选择的实验用品有:各种蔬菜水果各一个(见表一); 20 厘米的细电线一根;鳄鱼夹两个;锌、铜电极各一个;电压表一个; pH 值试纸数张,色卡一张.
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实验过程:
①如图甲所示将细电线剪成每段 10 厘米的两段,将每段电线的两端分别绑在一个鳄鱼夹和电极上;
②将蔬菜水果用图甲中的导线与电压表连接成如图乙所示的回路;
③按图乙中所示的方法分别测出各种蔬菜水果所产生的电压;
④如图丙所示,每一种蔬菜水果的切面上都放上一张 PH 试纸;
⑤如图丁所示,等待 1 分钟左右,取下所有 PH 试纸并分别与色卡进行比对,得到每种蔬菜水果的 PH 值.
实验数据:
表一:各种水果蔬菜所产生的电压
 白萝卜A胡萝卜B土豆C红薯D西红柿E笋瓜F苹果G柠檬H梨I
第一次0.210.150.430.450.030.170.030.170.28
第二次0.200.160.320.440.030.180.050.200.28
第三次0.190.200.300.410.040.150.050.180.29
平均值0.200.170.350.430.030.160.040.180.28
表二:影响蔬菜水果所产生电压大小的因素
 白萝卜A胡萝卜B土豆C红薯D西红柿E笋瓜F苹果G柠檬H梨I
电压(V)0.200.170.350.430.030.160.040.180.28
PH值56664-5744-52
酸碱度酸性酸性酸性酸性酸性中性酸性酸性酸性
试解答下列问题:
(1)由表一的实验室数据可以得出几种蔬菜、水果均能产生电压,其大小依次排序为(填字母代号,下同):______;其中____________电压值接近;____________电压值接近.
(2)由表二的实验数据可以得出各种蔬菜水果所产生电压的大小与其______有关系;产生电压较大的____________与其他蔬菜和水果相比最大的特点是淀粉含量高.
(3)对以上实验进行分析你能得出的结论是:
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随着我国经济建设的快速发展,对各类石材的需求也不断增大.右图为某采石过程的示意图,电动机通过滑轮组和提篮匀速提升山下的石材,石材的密度为2.4×103kg/m3,电动机第一次提升的石材的体积为 1.5m3,第二次石材的体积是第一次的 2 倍,第一次提升石材时整个提升系统的机械效率为 75%.忽略细绳和滑轮的重量及细绳与滑轮之间的摩擦,若两次石材被提升的高度均为 20m.(g=10N/kg) 
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(2)第二次提升石材时,滑轮组下端的挂钩对提篮的拉力和电动机所做的功分别是多少?
(3)第二次提升石材提升系统的机械效率是多少?

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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