大学物理例题三.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/3,#,例：一短跑选手，在地球上以,10s,时间跑完,100m,，在飞行速率为,0.98c,飞船中观察者看来，这个选手跑了多长时间和多长距离（设飞船沿跑道竞跑方向航行）？,解：设地面为,S,系，飞船为,S,系。,第1页,第2页,例：在惯性系,S,中，相距,x=510,6,m,两个地方发生两个事件，时间间隔,t=10,-2,s,；而在相对于,S,系沿,x,轴正向匀速运动,S,系中观察到这两事件却 是同时发生，试求：,S,系中发生这两事件地点间距离,x,。,解：设,S,系相对于,S,系速度大小为,u,。,第3页,第4页,例：构想一飞船以,0.80,c,速度在地球上空飞行，,假如这时从飞船上沿速度方向发射一物体，物体,相对飞船速度为,0.90,c,。,问：从地面上看，物体速度多大？,s,第5页,解,：,选飞船参考系为,S,系,地面参考系为,S,系,第6页,由因果律联络两事件时序是否会颠倒？,时序与因果律,时序:两个事件发生时间次序。,在,S,中：是否能发生先鸟死，后开枪？,在,S,中：,先,开枪，,后,鸟死,子弹,前,事件1：,开枪,在,S,中：,后,事件2：,鸟死,第7页,子弹速度,信号传递速度,所以由因果率联络两事件时序不会颠倒。,在,S,系中：,在,S,系中：,依然是开枪在前，鸟死在后。,第8页,例：在惯性系,S,中，观察到两个事件同时发生在,x,轴上，其间距是,1m,，而在,S,系中观察这两事件之间距离是,2m,。试求：,S,系中这两事件时间间隔。,解：,S,系中,t=0，x=1m,。,第9页,第10页,发出光信号：,接收光信号：,原时最短，动钟变慢,第11页,a,f,e,0,.,弟,弟,.,.,哥,哥,花开事件：,花谢事件：,（寿命）,在,S,系中观察者测量花寿命是多少？,考查,中一只钟,原时,第12页,(观察时间),原时最短，动钟变慢,运动,时间,时间膨胀了，,即S系观察时，过程变慢了。,第13页,a,f,e,0,.,弟,弟,.,.,哥,哥,在,S,系中观察者总以为相对于自己运动 系,钟较自己钟走得慢。,第14页,a,f,e,0,.,弟,弟,.,.,哥,哥,结论：对本惯性系做相对运动钟,（或事物经历过程）变慢。,在 系中观察者总以为相对于自己,运动S系钟较自己钟走得慢。,3,、,孪生子效应,第15页,例、一飞船以,310,3,m/s,速率相对与地面匀速飞行。飞船上钟走了,10s,地面上钟经过了多少时间？,解：,飞船时间膨胀效应实际上极难测出,第16页,例、原长为,10m,飞船以,u310,3,m/s,速率相对于地面匀速飞行时，从地面上测量，它长度是多少？,解：,差异极难测出。,第17页,例：一根直杆在,S,系,中，其静止长度为,l,，与,x,轴夹角为,。试求：在,S,系中长度和它与,x,轴夹角。两惯性系相对运动速度为,u,。,解：,第18页,例 一火车以恒定速度经过隧道，火车和隧道静长是相等。从地面上看，当火车前端,b,抵达隧道,B,端同时，有一道闪电正击中隧道,A,端。试问此闪电能否在火车,a,端留下痕迹？,火 车,a,b,u,隧,道,A,B,在地面参考系,S,中看，火车长度要缩短。,第19页,在火车参考系,S,中，隧道长度缩短。但隧道B端与火车,b,端相遇这一事件与隧道,A,端发生闪电事件不是同时，而是,B,端先与,b,端相遇，而后,A,处发生闪电，当,A,端发生闪电时，火车,a,端已进入隧道内，所以闪电仍不能击中,a,端。,隧道,B,端与火车,b,端相遇这一事件与,A,端发生闪电事件时间差,t,为,隧道,B,端与火车,b,端相遇时，火车露在隧道外面长度为,第20页,例,S,系中观察者有一根米尺固定在,x,轴上，其两端各装一手枪。在,S,系中,x,轴上固定另一根长尺，当后者从前者旁边经过时，,S,系中观察者同时扳动两手枪，使子弹在,S,系中尺上打出两个记号。试问在,S,系中这两个记号之间距离是小于、等于、还是大于1,m,?,S,S,第21页,主要实际应用,例 太阳因为热核反应而辐射能量,质量亏损,第22页,例1、美国斯坦福大学电子直线加速器对被加速电子作功,21GeV,，若在入口处电子初速度为,0,，则在加速器末端电子将取得多大速率（,1eV=1.6,10,-19,J,）？,解：首先按经典力学进行估算，看是否需要考虑相对论效应，电子经过该加速器时，外力作功，电子动能增加，依据动能定理有,第23页,该速率已远超出光速，所以必须考虑相对论效应,电子速率仍小于光速,第24页,中所释放出能量。,解：,这一反应质量亏损为,例2、试计算氢弹爆炸中核聚变反应之一所释放能量，其聚变反应为,各粒子静止质量为氘核,氚核,，氦核 ，,中子,，求这一热核反应,第25页,对应释放能量为,1kg,这种燃料所释放能量,这相当于,吨标准煤燃烧时所释放热量,第26页,例 两全同粒子以相同速率相向运动，碰后复合求：复合粒子速度和质量,由能量守恒,损失能量转换成静能,解：设复合粒子质量为M 速度为,碰撞过程，动量守恒,第27页,思索题2、,有一粒子静止质量为,m,0,，现以速度,u,=0.8,c,运动，有些人在计算它动能时，用了以下方法：,首先计算粒子质量,再依据动能公式，有,你认为这么计算正确吗？,第28页,用 计算粒子动能是错误。,相对论动能公式为,第29页,