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宇宙射线中有一种叫做μ子的粒子,在与μ子相对静止的惯性参考系中观测到,它平均经过2×106s(其固有寿命)就衰变为电子和中微子.但是,这种μ子在大气中运动的速度非常大,可以达到v=2.994×108m/s=0.998c.请分析,μ子在大气中可以运动多远的距离?


答案:9500m

解析:已知Δt′=2×106s,v=2.994×108m/s.如果按照经典物理来看,μ子从产生到衰变的这段时间里平均走过的距离仅为

l′=2.994×108×2×106m≈600m

根据狭义相对论,在地面的实验室中观测μ子的“运动寿命”为

Δts

=3.16×105s

因此μ子在大气中运动的距离应为

l=2.994×108×3.16×105m≈9500m


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分,把小球A放在MN的圆心处,再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的B处,今使两球同时自由释放,则在不计空气阻力时有(  )

A.A球先到达C

B.B球先到达C

C.两球同时到达C

D.无法确定哪一个球先到达C

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根据如图所示的振动图象:

(1)算出下列时刻振子对平衡位置的位移.

t1=0.5 s;②t2=1.5 s

(2)将位移随时间的变化规律写成xAsin(ωtφ)的形式并指出振动的初相位是多少?

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下列说法中不正确的是(  )

A.一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同,这是经典物理学家的观点

B.一根沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小

C.一根杆的长度静止时为l0,不管杆如何运动,杆的长度均小于l0

D.如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动,与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了

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下列关于经典力学的时空观,正确的是(  )

A.经典力学的时空观中,同时是绝对的,即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件,对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的

B.在经典力学的时空观中,空间间隔是绝对的,即任何事件(或物体的运动)所经历的时间,在不同的参考系中测量都是相同的,而与参考系的选取无关

C.在经典力学的时空观中,时间间隔是绝对的,即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同,那么空间两点距离是绝对的不变的量值,而与参考系选取无关

D.经典力学的时空观就是一个绝对的时空观,时间与空间、物体的运动无关

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若一宇宙飞船对地以速度v运动,宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c,问在地上观察者看来,光速应为vc吗?

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设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行,5.0s后该飞船将与一个以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞.试问:

(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动?

(2)从飞船中的时钟来看,还有多少时间允许它离开航线,以避免与彗星碰撞.

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质量为的汽车沿平直公路行驶,发动机的额定功率为。当它的加速度为时,速度为,此时发动机的实际功率为。假设运动中所受阻力恒定,则它在平直公路匀速行驶的最大速度是多少?(实际功率不超过额定功率)

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一静止原子核发生α衰变, 生成一α粒子及一新核, 测得α粒子的速度为光在真空中的速度的0.1倍。已知α粒子的质量为m,电荷量为q;新核的质量为α粒子的质量的n倍;光在真空中的速度大小为c。

求:(1)衰变过程中新核所受冲量的大小; 

(2 ) 衰变前原子核的质量。

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