大学物理例题(三).ppt

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1、例：一短跑选手，在地球上以10s的时间跑完100m，在飞行速率为0.98c的飞船中观测者看来，这个选手跑了多长时间和多长距离（设飞船沿跑道的竞跑方向航行）？解：设地面为S系，飞船为S'系。例：在惯性系S中，相距x=5106m的两个地方发生两个事件，时间间隔t=10-2s；而在相对于S系沿x轴正向匀速运动的S'系中观测到这两事件却是同时发生的，试求：S'系中发生这两事件的地点间的距离x'。解：设S'系相对于S系的速度大小为u。例：设想一飞船以0.80c的速度在地球上空飞行，如果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.

2、90c。问：从地面上看，物体速度多大？s解：选飞船参考系为S'系地面参考系为S系由因果律联系的两事件的时序是否会颠倒？时序与因果律时序:两个事件发生的时间顺序。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：鸟死子弹速度信号传递速度所以由因果率联系的两事件的时序不会颠倒。在S'系中：在S'系中：仍然是开枪在前，鸟死在后。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的距离是2m。试求：S'系中这两事件的时间间隔。解：S系中t=0，x=1m。发出

3、光信号：接受光信号：原时最短，动钟变慢afe0.弟弟..哥哥花开事件：花谢事件：（寿命）在S系中观察者测量花的寿命是多少？考察中的一只钟原时(观测时间)原时最短，动钟变慢运动时间时间膨胀了，即S系观测时，过程变慢了。afe0.弟弟..哥哥在S系中观察者总觉得相对于自己运动的系的钟较自己的钟走得慢。afe0.弟弟..哥哥结论：对本惯性系做相对运动的钟（或事物经历的过程）变慢。在系中观察者总觉得相对于自己运动的S系的钟较自己的钟走得慢。3、孪生子效应例、一飞船以3×103m/s的速率相对与地面匀速飞行。飞船上的钟走了10s,地面上的钟经过了多

4、少时间？解：飞船的时间膨胀效应实际上很难测出例、原长为10m的飞船以u＝3×103m/s的速率相对于地面匀速飞行时，从地面上测量，它的长度是多少？解：差别很难测出。例：一根直杆在S系中，其静止长度为l，与x轴的夹角为。试求：在S'系中的长度和它与x’轴的夹角。两惯性系相对运动速度为u。解：例一火车以恒定速度通过隧道，火车和隧道的静长是相等的。从地面上看，当火车的前端b到达隧道的B端的同时，有一道闪电正击中隧道的A端。试问此闪电能否在火车的a端留下痕迹？火车abu隧道AB在地面参照系S中看，火车长度要缩短。在火车参照系S´中，隧道长度缩短

5、。但隧道的B端与火车b端相遇这一事件与隧道A端发生闪电的事件不是同时的，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，火车的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端发生闪电事件的时间差t´为隧道B端与火车b端相遇时，火车露在隧道外面的长度为例S系中的观察者有一根米尺固定在x轴上，其两端各装一手枪。在S´系中的x´轴上固定另一根长尺，当后者从前者旁边经过时，S系中的观察者同时扳动两手枪，使子弹在S´系中的尺上打出两个记号。试问在S´系中这两个记号之间的距离是小于、等于、还是大于1m?SS´

6、重要的实际应用例太阳由于热核反应而辐射能量质量亏损例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获得多大速率（1eV=1.6×10-19J）？解：首先按经典力学进行估算，看是否需要考虑相对论效应，电子通过该加速器时，外力作功，电子动能增加，根据动能定理有该速率已远超过光速，所以必须考虑相对论效应电子速率仍小于光速中所释放出的能量。解：这一反应的质量亏损为例2、试计算氢弹爆炸中核聚变反应之一所释放的能量，其聚变反应为各粒子的静止质量为氘核氚核，氦核，中子，求这一热核反应相应释放

7、的能量为1kg的这种燃料所释放的能量这相当于吨标准煤燃烧时所释放的热量例两全同粒子以相同的速率相向运动，碰后复合求：复合粒子的速度和质量由能量守恒损失的能量转换成静能解：设复合粒子质量为M速度为碰撞过程，动量守恒思考题2、有一粒子静止质量为m0，现以速度u=0.8c运动，有人在计算它的动能时，用了以下方法：首先计算粒子质量再根据动能公式，有你认为这样的计算正确吗？用计算粒子动能是错误的。相对论动能公式为