最好的大学物理课件-相对论质量和动量--运动方程

大学物理第一节相对论质量和动量运动方程一、相对论质量和动量静止粒子质量m0运动粒子质量m2201cvmmm——相对论性质量vmP＝v为粒子相对某一参照系的速率。大学物理质-速关系图：12340.20.41.000.60.80mm物体的质量与其运动状态有关,m(v)是物体的运动质量，m0是物体的静止质量；光速是物体运动的极限速度。v《c时，m=m0，与速度无关——牛顿力学。大学物理在相对论力学中仍用动量变化率定义质点受到的作用力，即：)(vmdtddtPdF狭义相对论的动力学基本方程——相当于经典力学的牛顿第二定律vcvmvmP2201＝二、相对论力学的运动方程2/12202/32220)/1(dd)/1(ddcvtvmcvctvvvm大学物理2、动能定理仍然成立：作用于质点的合外力的功等于质点动能的增加。1、力的功LLrdFALKKrdFEE03、相对论动能12KKEEA设质点静止时的动能为零三、探究相对论动能大学物理相对论动能A=EkrFAdrtvmdddvmvdvmvdvmvmvdd22201cvmm222220cmvcm0d2d2d2222vvmmmvmmcmvcvvmdd22mvcd22mcd2mcd2从物体静止开始kEmmmc0d2202cmmc0EEEkvvmmvdd2大学物理202cmmc相对论动能：202cmmcEKLKKrdFEE0相对论动能设质点静止时的动能为零。mmdmc02【问题】牛顿力学的动能公式的适用条件是什么?1222220022220002111122kEmcvcmcvmcmcmvc在vc的情况下：0大学物理1、相对论能量202cmmcEK202cmEmcKKEEmcE02爱因斯坦认为质点的总能量应为：是质点由于运动而具有的能量是质点静止时的能量第二节质能关系一、静能、总能和质能关系总能：2mcE静能：200cmE动能：202cmmcEk大学物理讨论KEEmcE02对于孤立系统，单独的质量守恒不再成立，代之以广义的能量守恒。200cmE任何宏观静止的物体具有能量物体的静能量实际上就是它的总内能，其中包含：2mcE质量是能量的一种量度质量与能量可以相互转化2cmE分子间相互作用势能分子运动动能原子间结合在一起的化学能原子核与电子结合在一起的电磁能原子核内基本粒子间的结合能大学物理220/1cvmm22202cPEEE20cmPc220vccmmcmvcm022相对论动量能量关系式：2202222cmvmcm42022242cmcvmcm22242042cvmcmcm二、相对论能量和动量的关系大学物理例4.2.设有两个静质量为m0的粒子，以大小相同、方向相反的速度相撞，反应合成一个复合粒子。试计算这个复合粒子的静质量和运动速度。【知识点和思路】本题知识考查相对论的质能关系和能量守恒。本题的关键是要判断系统是否满足动量守恒和能量守恒的条件。0mvMVmvmv0V碰撞前后总能量守恒：222Mcmc0220/122McvmmM02m碰撞过程中损失的能量转换成复合粒子的静质量——静能增加【解】设复合粒子质量为M速度为由动量守恒和能量守恒（或质量守恒）有V大学物理质子和中子，由于吸引相互结合在一起成为一个原子核的过程中都有能量放出——结合能。大学物理结合能的计算直接利用质能关系2cmE可得22p2n)(DcmcmcmEDpnMeV224.2轻核聚合成较重的核释放出能量的过程称为轻核聚变。大学物理对氢原子核聚变反应的研究，可以追溯到20世纪30年代对太阳的研究。1938年物理学家证明，太阳里进行的氢核聚变成氮核的反应，使它还能光芒万丈地燃烧几十亿年。MeV69.24Q22eHep442聚变反应引起的太阳质量减小率只是3×10-19kg/s，是很小的量。目前太阳正处于中年，估计还有寿命50亿年。大学物理质量较大的原子核在中子的袭击下分裂成2个新原子核，并释放出能量的过程。裂变产生的新原子核质量不对称，一部分质量是90-100，一部分是134-144一次裂变约有180MeV可资利用的核能。大学物理大学物理大学物理大学物理大学物理死亡7.1万人，伤6.8万人，破坏建筑物5万余所。1945年8月6日，美国向日本广岛投下原子弹。弹重4082公斤，长3.05米，弹径0.711米，装料60公斤铀235。当中只有1公斤在爆炸中进行了核裂变，释放的能力约等于一万三千公吨的TNT烈性炸药。大学物理1/10004/1000铀（1000年）氘（百亿年）401大学物理大学物理大学物理