物理学习资料46-20110905

1天文观测表明,几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大;也就是说,宇宙在膨胀,不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比,即v=Hr。式中H为一常量,称为哈勃常数,已由天文观察测定,为解释上述现象,有人提供一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的,假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远,这一结果与上述天文观测一致。

由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄T,其计算式如何?根据近期观测,哈勃常数H=3×10-2m/(s 光年),其中光年是光在一年中行进的距离,由此估算宇宙的年龄约为多少年?

解析:由题意可知,可以认为宇宙中的所有星系均从同一点同时向外做匀速直线运动,由于各自的速度不同,所以星系间的距离都在增大,以地球为参考系,所有星系以不同的速度均在匀速远离。则由s=vt可得r=vT,所以,宇宙年龄:T= = =
若哈勃常数H=3×10-2m/(s 光年)
则T= =1010年

思考:1 宇宙爆炸过程动量守恒吗?如果爆炸点位于宇宙的“中心”,地球相对于这个“中心”做什么运动?其它星系相对于地球做什么运动?2 其它星系相对于地球的速度与相对于这个“中心”的速度相等吗?

2(07广东理科基础) 下列物理量为标量的是D
A.平均速度    B.加速度
C.位移        D.功

3(07广东理科基础)如图所示是某物体做直线运动的速度图象,下列有关物体运动情况判断正确的是A
A.前两秒加速度为5 m/s2
B.4 s末物体回到出发点
C.6 s末物体距出发点最远
D.8 s末物体距出发点最远  

图像和答案见附件:物理资料下载46-20110809

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