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当前位置:首页 > 高等教育 > 大学课件 > 大学物理第五版上册课件:第14章相对论复习
狭义相对论一、狭义相对论的两个基本假设:1、相对性原理:2、光速不变原理:测量技术:测量物体位置必须用本地尺,测量事件发生时间必须用本地钟。1、同时的相对性:1)同地同时是绝对的。2)异地同时是相对的。二、相对论时空观2、时序的相对性1)有因果关系的时序是绝对的。2)无因果关系的时序是相对的。3、尺缩效应1)原长和运动长度3、尺缩效应——纵向效应1).原长和运动长度2201cull2).尺缩公式4、钟慢效应1).固有时和两地时2).钟慢公式221cut三、洛仑兹变换βc2u=ttx12βc2u=ttx12+正变换逆变换=12xtuβxβ+=12xtux1、坐标变换式2、时间间隔和空间间隔1).时间间隔2).空间间隔12ttt221cutux2221cuxcutx3、洛仑兹速度变换式xxxvcuuvv21xxxvcuuvv21逆变换正变换四、狭义相对论动力学基础2201cvmm1、质速关系2、质能关系2mcE3、相对论静止能量动能200cmE202cmmcEk4、相对论能量与动量关系42022cmcpE5、相对论的加速度和经典力学中的加速度大小和方向都不同dtPdFdtdmvdtvdm五.测验题(一)、填空题1、在相对论的时空观中,以下的判断哪一个是对的:(A)在一个惯性系中,两个同时的事件,在另一个惯性系中一定不同时;(B)在一个惯性系中,两个同时的事件,在另一个惯性系中一定同时;(C)在一个惯性系中,两个同时又同地的事件,在另一惯性系中一定同时又同地。(D)在一个惯性系中,两个同时不同地的事件,在另一惯性系中只可能同时不同地。[]C2、下列说法哪种正确(S,S’为两个惯性系,S’相对S匀速运动)(A)S系中的两个同时事件,S’中一定不同时。(B)S中两个同地事件,S’中一定不同地。(C)如果光速是无限大,同时的相对性就不会存在了。(D)运动棒的长度收缩效应是指棒沿运动方向受到了实际压缩。[]c3、下列几种说法:(1)所有惯性系统对物理基本规律都是等价的。(2)在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关。(3)在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。其中哪些说法是正确的?(A)只有(1)、(2)是正确的。(B)只有(1)、(3)是正确的。(C)只有(2)、(3)是正确的。(D)三种说法都是正确的。[]D4、观察者甲测得同一地点发生的两个事件的时间间隔为4秒。乙相对甲以0.6c的速度运动。则乙观察这两个事件的时间间隔为(A)4秒;(B)6.25秒;(C)5秒(D)2.56秒[]5、一米尺静止于S’系中,米尺与O’X’轴夹角600。S’系相对于S系沿OX轴正向的运动速度为0.8C,则在S系中观测到米尺的长度(A)60cm(B)58cm(C)30cm(D)92cm[]cD5、一米尺静止于S’系中,米尺与O’X’轴夹角600。S’系相对于S系沿OX轴正向的运动速度为0.8C,则在S系中观测到米尺的长度(A)60cm(B)58cm(C)30cm(D)92cm[]5、一米尺静止于S’系中,米尺与O’X’轴夹角600。S’系相对于S系沿OX轴正向的运动速度为0.8C,则在S系中观测到米尺的长度(A)60cm(B)58cm(C)30cm(D)92cm[]x方向长度y方向长度2160cos02360sin0不变收缩1030l23总长22yxlll=0.9176、μ介子的静止质量为106MeV/c2,动能为4MeV的μ介子的的速度是:(A)0.27c(B)0.56c(C)0.75c(D)0.18c[]KEEE02mcE200cmE106410600mmEE2211cucu27.07、在惯性系中,两个光子火箭(以光束c运动的火箭)相向运时,它们相互接近的速率为:(A)2c(B)0(C)c(D)c2[]c8、在惯性系S中,一粒子具有动量(Px,Py,PZ)(5,3,)MeV/c,及总能量E=10MeV(c表示真空光速),则在S系中测得粒子的速度V接近于(A)3/8C(B)2/5C(C)3/5C(D)4/5C2222zyxppppmvp2mcE210cm6p610vc9、已知电子的静能为0.511MeV,若电子的动能为0.25MeV,则它所增加的质量△M与静止质量MO的比值近似为(A)0.1(B)0.2(C)0.5(D)0.92mcE200cmE2cmEK00mmEEK10、一个电子运动速度V=0.99C,它的动能是:(电子的静止能量为0.51MeV)(A)3.5MeV(B)4.0MeV(C)3.1MeV(D)2.5MeV[]0EEEK202cmmc2020cmcm20)1(cm2211cu09.71.3(二)填空题1.一个在实验室中以0.8c速度运动的粒子,飞行了3米后衰变.则观察到同样的静止粒子衰变时间为。=0.75×10-8(s)ct8.0/3531038.0383/5t2、π+介子是不稳定的粒子,在它自己的参照系中测得平均寿命是2.6×10-8s.如果它相对实验室以0.8c(c为真空中光速)的速度运动,那么实验室坐标系中测得的介子的寿命是。4.33×10-8(s)3、观测者甲和乙分别静止于两个惯性参照系K和K’中,甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔为4s,而乙测得这两个事件的时间间隔为5s,求:(1)K’相对于K的运动速度。(2)乙测得这两个事件发生的地点之间的距离----------------------。tV=3/5c=3ctvs4、观察者甲以(4/5)c的速度(c为真空中光速)相对于静止的参考者乙运动,若甲携带一长度为L、截面积为S,质量为m的棒,且这根棒被安放在运动方向上.则(1)甲测得此棒的密度为;(2)乙测得此棒的密度为。m/(LS)slmlsm0mm0llllmm00'lsm2'密度为:25m/(9LS)V=4/5355、在惯性系S中有一个静止的等边三角形薄片P。现令P相对S以V作匀速运动,且V在P所确定的平面上。若因相对论效应而使在S中测量P恰为一等腰直角三角形薄片,则可判定V的方向是,V的大小为c。垂直一边的方向V=(2/3)1/2cv212336、两个静止质量为MO的小球,其一静止,另一个以U=0.8c(c为真空中光速)的速度运动,在它们作对心完全非弹性碰撞后粘在一起,则碰撞后速度V=米/秒。碰撞前动量:cmmv8.00cmcm00348.035碰撞后动量:vm'碰撞前后能量守恒2202'cmcmmccmp0034碰撞后动量:vm'碰撞前后能量守恒:2202'cmcmmc22020'cmcmcm'00mmm038'mmvmcmp0003834V=0.5c碰撞前动量:7、设有宇宙飞船A和B,固有长度均为LO=100米,沿同一方向匀速飞行.在飞船B上观测到飞船A的船头、船尾经过飞船B船头的时间间隔为(5/3×10-6秒),求飞船B相对飞船A的速度的大小。V=0.196c(0.2c)tlv0设相对速度为v则:tlcv02218、相对论中物体的质量M与能量有一定的对应关系,这个关系是:E=;静止质量为MO的粒子,以速度V运动,其动能是:EK=;当物体运动速度V=0.8c(c为真空中光速)时,M:M0=。Mc2M0c2/(1-v2/c2)1/2–M0c25/39、将一静止质量为MO的电子从静止加速到0.8c(c为真空中光速)的速度,则加速器对电子作功是.(2/3)M0c210、高速运动粒子的动能等于其静止能量的n倍,则该粒子运动速率为c,其动量为MOc.其中MO为粒子静止质量,c为真空光速。01EEK2mcE200cmE2cmEK20cm2211cun(n2+2n)1/2/(n+1)1n10、高速运动粒子的动能等于其静止能量的n倍,则该粒子运动速率为c,其动量为MOc.其中MO为粒子静止质量,c为真空光速。vrmmvp0(n2+2n)1/2/(n+1)(n2+2n)1/2
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