相对论习题选.ppt
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1、相对论习题选 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望三、三、沿运动方向,物体的长度要收缩沿运动方向,物体的长度要收缩注意:注意:1.1.l l0 0 为相对于被测物静止为相对于被测物静止 的参照系测得的物长,叫的参照系测得的物长,叫固有长度固有长度。2.2.l l 为相对于被测物运动的参照系测得的物长,为相对于被测物运动的参照系测得的物长,叫叫运动长度。运动长度。垂直于运动方向,物体的长度不变垂直于运动方向,物体的长度不变四、时间膨胀四、时间膨胀运动时钟变
2、慢运动时钟变慢(时间延缓时间延缓)在某一参考系中,在某一参考系中,同一地点同一地点先后发生先后发生的两个事件的两个事件之间的时间间隔叫原时,又叫之间的时间间隔叫原时,又叫固有时间固有时间即运动的时间膨胀即运动的时间膨胀注意:注意:1 1、0 0 是相对于事件发生点静止的参照系是相对于事件发生点静止的参照系测得的时间,叫测得的时间,叫固有时间固有时间。2 2、是相对于事件发生点运动的参照系测得的是相对于事件发生点运动的参照系测得的时间,叫时间,叫运动时间。运动时间。五、同时性的相对性五、同时性的相对性1.1.在一个惯性系中在一个惯性系中同时同时,不同地不同地发生的两件事,发生的两件事,在另一惯性
3、系中一定是在另一惯性系中一定是不同时不同时发生的。发生的。2.2.在一个惯性系中既在一个惯性系中既不同时不同时,又,又不同地不同地发生的两件发生的两件事,在另一惯性系中倒事,在另一惯性系中倒有可能是同时有可能是同时发生的。发生的。3.3.在一个惯性系中在一个惯性系中同时、同地同时、同地发生的两件事,发生的两件事,在别的惯性系中一定是在别的惯性系中一定是同时同时的发生的。的发生的。六、动量、质量与速度的关系六、动量、质量与速度的关系(相对论的质能关系式相对论的质能关系式)总能总能E静能静能E0七七.动能动能 一个孤立的物质系统其内部发生的过程总能量一个孤立的物质系统其内部发生的过程总能量守恒,这
4、意味着其总质量(相对论质量)也守恒。守恒,这意味着其总质量(相对论质量)也守恒。?核反应中系统的总能量守恒核反应中系统的总能量守恒,总质量也守恒总质量也守恒?在粒子碰撞过程中在粒子碰撞过程中,系统的动量守恒系统的动量守恒,总总质量守质量守恒。恒。Pcmc 2m0c 2八、动量与能量的关系八、动量与能量的关系2、要使电子的速度从v1=1.2108 m/s增加到v2=2.4108 m/s必须对它作多少功?(电子静止质量me 9.1110-31 kg)解:根据功能原理,要作的功 A=E 根据相对论能量公式 E=m2c2-m1c2根据相对论质量公式 4.7210-14 J2.95105 eV 1.有下
5、列几种说法:有下列几种说法:(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的所有惯性系对物理基本规律都是等价的(2)在在真真空空中中,光光的的速速度度与与光光的的频频率率、光光源源的的运动状态无关运动状态无关(3)在在任任何何惯惯性性系系中中,光光在在真真空空中中沿沿任任何何方方向向的的传播速率都相同传播速率都相同若问其中哪些说法是正确的若问其中哪些说法是正确的,答案是答案是(A)只有只有(1)、(2)是正确的是正确的(B)只有只有(1)、(3)是正确的是正确的(C)只有只有(2)、(3)是正确的是正确的(D)三种说法都是正确的三种说法都是正确的D2.以速度以速度v相对于地球作匀速直线运动的恒星所发相
6、对于地球作匀速直线运动的恒星所发射的光子,其相对于地球的速度的大小为射的光子,其相对于地球的速度的大小为_C3.关于同时性的以下结论中,正确的是关于同时性的以下结论中,正确的是(A)在在一一惯惯性性系系同同时时发发生生的的两两个个事事件件,在在另另一一惯惯性性系系一一定定不不同同时时发发生生(B)在在一一惯惯性性系系不不同同地地点点同同时时发发生生的的两两个个事事件件,在在另另一一惯惯性性系系一一定定同同时时发发生生.(C)在在一一惯惯性性系系同同一一地地点点同同时时发发生生的的两两个个事事件件,在在另另一一惯惯性性系系一一定定同同时时发发生生(D)在在一一惯惯性性系系不不同同地地点点不不同同
7、时时发发生生的的两两个个事事件件,在在另另一一惯惯性性系系一一定定不不同时发生同时发生C4.当惯性系当惯性系S和和S的坐标原点的坐标原点O和和O重合时,有一重合时,有一点光源从坐标原点发出一光脉冲,在点光源从坐标原点发出一光脉冲,在S系中经过一系中经过一段时间段时间t后(在后(在S系中经过时间系中经过时间t),此光脉冲的球),此光脉冲的球面方程(用直角坐标系)分别为:面方程(用直角坐标系)分别为:S系系_;S系系_5.K系系与与K系系是是坐坐标标轴轴相相互互平平行行的的两两个个惯惯性性系系,K系系相相对对于于K系系沿沿Ox轴轴正正方方向向匀匀速速运运动动一一根根刚刚性性尺尺静静止止在在K系系中
8、中,与与O x 轴轴成成30角角今今在在K系系中中观观测测得得该该尺尺与与Ox轴轴成成45角角,则则K系系相相对对于于K系的速度是:系的速度是:(A)(2/3)c(B)(1/3)c(C)(2/3)1/2c(D)(1/3)1/2cC6.观察者甲以观察者甲以0.8c的速度(的速度(c为真空中光速)为真空中光速)相对于静止的观察者乙运动,若甲携带一质相对于静止的观察者乙运动,若甲携带一质量为量为1kg的物体,则的物体,则(1)甲测得此物体的总甲测得此物体的总能量为能量为_;(2)乙测乙测得此物体的总能量为得此物体的总能量为_91016J1.51017J7.已已知知一一静静止止质质量量为为m0的的粒粒
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