宇宙飛船相對(duì)于地面以速度.ppt

1.宇宙飛船相對(duì)于地面以速度 v 作勻速直線飛行，某一時(shí)刻飛船頭部的宇航員向飛船尾部發(fā)出一個(gè)光訊號(hào)，經(jīng)過 Dt （飛船上的鐘）時(shí)間后，被尾部的接收器收到，則由此可知飛船的固有長(zhǎng)度為, A ,（4 ）慣性系中的觀察者觀察一個(gè)與他作勻 速相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘時(shí)，會(huì)看到這時(shí)鐘比與 他相對(duì)靜止的時(shí)鐘走得慢些。,( A ) (1), (3), (4)。,( B ) (1), (2), (4)。,( C ) (1), (2), (3)。,( D ) (2), (3), (4)。, B ,7.把一個(gè)靜止質(zhì)量為 m0 的粒子，由靜止加速到 v=0.6c（c為真空中光速）需作的功等于, B ,11.一均勻矩形薄板在靜止時(shí)測(cè)得其長(zhǎng)為a，寬度為 b ，質(zhì)量為 m0 . 由此可算出其面積密度為 m0 . 假定該薄板沿長(zhǎng)度方向以接近光速的速度 v 作勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再測(cè)算該矩形薄板的面積密度則為:, C ,(D),(C),(B),(A),12.某核電站年發(fā)電量為 100億度，它等于 36 1015J 的能量，如果這是由核材料的全部靜止能轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的，則需要消耗的材料的質(zhì)量為:, A ,(A) 0.4 Kg . (B) 0.8 Kg. (C) 12107 Kg . (D) (1/12) 107Kg.,10.一個(gè)電子運(yùn)動(dòng)速 v=0.99c ,它的動(dòng)能是： (電子的靜止能量為0.51MeV) ( A ) 3.5MeV ( B ) 4.0MeV ( C ) 3.1MeV ( D ) 2.5MeV, C ,（5）某慣性系中觀察者將發(fā)現(xiàn)，相對(duì)他靜止的時(shí)鐘比相對(duì)他勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走的快。 正確的說法是： (A) (1).(3).(4).(5) (B) (1).(2).(3) (C) (2).(5) (D) (1).(3), C ,2.相對(duì)于地球的速度為 v 的一飛船，要到離地球?yàn)?5 光年的星球上去。若飛船的宇航員測(cè)得該旅程的時(shí)間為 3 光年，則 v 應(yīng)為： (A) c/2 (B) 3c/5 (C) 9c/10 (D) 4c/5, D ,3.坐標(biāo)軸相互平行的兩慣性系 S、S，S 相對(duì)沿 ox 軸正方向以 v 勻速運(yùn)動(dòng)，在 S 中有一根靜止的剛性尺，測(cè)得它與 ox 軸成 30 角，與 ox 軸成 45 角，則v應(yīng)為： (A) 2c/3 (B) c/3 (C) (2/3)1/2c (D) (1/3)1/3c, C ,4.觀察者甲、乙，分別靜止在慣性系 S、 S 中， S 相對(duì) S 以 u 運(yùn)動(dòng)， S 中一個(gè)固定光源發(fā)出一束光與 u 同向 (1)乙測(cè)得光速為 c . (2)甲測(cè)得光速為 c+u; (3)甲測(cè)得光速為 c-u ； (4)甲測(cè)得光相對(duì)于乙的速度為 c-u。 正確的答案是： (A) (1),(2),(3); (B) (1),(4) (C) (2),(3); (D) (1),(3),(4), B ,5.在慣性系中，兩個(gè)靜質(zhì)量都是 m0 的粒子，都以速度沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)并碰撞，之后合并為一體，則其靜止質(zhì)量為：, D ,(A),(C),(B),(D),2m0;,6. a 粒子在加速器中被加速，當(dāng)其質(zhì)量為靜止質(zhì)量的 3 倍時(shí)，其動(dòng)能為靜止能量的： （A）2倍 （B）3倍. （C）4倍 （D）5倍, A ,7.質(zhì)子在加速器中被加速，當(dāng)其動(dòng)能為靜 止能量的 4 倍時(shí)，其質(zhì)量為靜止質(zhì)量的,( A ) 5倍.,( B ) 6倍.,( C ) 4倍.,( D ) 8倍., A ,8在慣性系 K 中，有兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生在 x 軸上相距 1000m 的兩點(diǎn),而在另一慣性系 K (沿軸方向相對(duì)于 K 系運(yùn)動(dòng) ) 中測(cè)得這兩個(gè)事件發(fā)生的地點(diǎn)相距 2000m . 求在 K 系中測(cè)得這兩個(gè)事件的時(shí)間間隔.,解：根據(jù)洛侖茲力變換公式：,在 K 系，兩事件同時(shí)發(fā)生，t1=t2 則,在 K 系上述兩事件不同時(shí)發(fā)生，設(shè)分別發(fā)生于 t1 和 t2 時(shí)刻,則,9.觀測(cè)者甲和乙分別靜止與兩個(gè)慣性參照系 K 和 K 中，甲測(cè)得在同一地點(diǎn)發(fā)生的兩個(gè)事件間隔為 4s，而乙測(cè)得這兩個(gè)事件的時(shí)間間隔為 5s， 求：(1) K 相對(duì)于的運(yùn)動(dòng)速度. (2)乙測(cè)得這兩個(gè)事件發(fā)生的地點(diǎn)的距離.,解:設(shè) K 相對(duì)與 K 運(yùn)動(dòng)的速度為 v 沿x(x )軸方向，則根據(jù)洛侖磁變換公式,有,因兩個(gè)事件在 K 系中同一點(diǎn)發(fā)生,解得,10.（1）某慣性系中一觀察者，測(cè)得兩事件同時(shí)刻、同地點(diǎn)發(fā)生，則在其它慣性系中，它們不同時(shí)發(fā)生。 （2）在慣性系中同時(shí)刻、不同地點(diǎn)發(fā)生的兩件事，在其它慣性系中必不同時(shí)發(fā)生。 （3）在某慣性系中不同時(shí)、不同地發(fā)生的兩件事，在其它慣性系中必不同時(shí)發(fā)生，時(shí)，而同地發(fā)生。 （4）在不同慣性系中對(duì)同一物體的長(zhǎng)度、體積、質(zhì)量、壽命的測(cè)量的結(jié)果都相同。,三.問答題。,11.經(jīng)典相對(duì)性原理與狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理有何不同？,答：經(jīng)典相對(duì)性原理是指不同的慣性系，牛頓定律和其它力學(xué)定律的形式都是相同的。,狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理指出：在一切慣性系中，所有物理定律都是相同的，即指出相對(duì)性原理不僅適用于力學(xué)現(xiàn)象，而且適用于一切物理現(xiàn)象。也就是說，不僅在力學(xué)范圍所有慣性系等價(jià)，,而且在一切物理現(xiàn)象中，所有慣性系都是等價(jià)的。,12.在慣性系 S 中的某一地點(diǎn)發(fā)生了兩事件A、B，B 比 A 晚發(fā)生 Dt = 2.0 s , 在慣性系 S 中測(cè)得 B 比 A 晚發(fā)生 Dt = 3.0s 。試問在 S 中觀測(cè)發(fā)生 A、B 的兩地點(diǎn)之間的距離為多少？,13.一固有長(zhǎng)度的飛船 L0=90 m，沿船長(zhǎng)方向相對(duì)地球以 v =0.80 c 的速度在一觀測(cè)站的上空飛過，該站測(cè)的飛船長(zhǎng)度及船身通過觀測(cè)站的時(shí)間間隔各是多少？船中宇航員測(cè)前述時(shí)間間隔又是多少？,14.一個(gè)立方體的靜質(zhì)量為 m0，體積為 V0，當(dāng)它相對(duì)某慣性系 S 沿一邊長(zhǎng)方向以 v 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜止在 S 中的觀察者測(cè)得其密度為多少？,15.坐標(biāo)軸相互平行的兩慣性系 S、S，S相對(duì) S 沿 x 軸勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)有兩事件發(fā)生，在 S 中測(cè)的其空間、時(shí)間間隔分別 為 D x = 5.0106 m, D t =0.010 s 而在 S 中觀測(cè)二者卻是同時(shí)發(fā)生，那么其空間間隔 D x 是多少？,16.兩火箭 A、B 沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，測(cè)得二者相對(duì)地球的速度大小分別是 vA=0.900 c, vB =0.800 c ， 試求二者互測(cè)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。,17.在距地面 8.00km 的高空，由 p 介子衰變產(chǎn)生出一個(gè) m 子，它相對(duì)地球以v=0.998 c 的速度飛向地面，已知子的固有壽命平均值 t 0=2.0010 s ,試證該 m 子能否到達(dá)地面？,18.試證明：,（1）如果兩個(gè)事件在某慣性系中是在同 一地點(diǎn)發(fā)生的，則對(duì)一切慣性系來說這兩 個(gè)事件的時(shí)間間隔，只有在此慣性系中最 短。,（2）如果兩個(gè)事件在某慣性系中是同時(shí) 發(fā)生的，則對(duì)一切慣性系來說，這兩個(gè)事 件的空間距離，只有此慣性系中最短。,證：利用洛侖茲變換：,設(shè)事件 A、B 在慣性系 S 中為,（xA,yA,zA,tA) 和(xB,yB,zB,tB),在慣性系 S 中為,（xA, yA, zA, tA) 和( xB, yB, zB, tB),令 S 系原點(diǎn)以速度 v 沿 S 系 x 軸正向運(yùn)動(dòng)， S 系與 S 系的原點(diǎn)重合時(shí),t=t=0,(1)如果在 S 系中，兩事件 A、B 在同一地點(diǎn)發(fā)生，即：,則在任一S系看來：,（等號(hào)僅當(dāng) v0 時(shí)才成立）,即，在S系中兩事件時(shí)間間隔tB- tA最短。,若在S系中兩事件A、B同時(shí)發(fā)生，即：,t A=t B,則：,（等號(hào)僅當(dāng)v0時(shí)才成立）,即：在S系中兩事件的空間距離xB- xA 最短。,19.在狹義相對(duì)論中，下列說法中哪些是下 確的？,（1）一切運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)于觀察者的速度都 不能大于真空中光速。,（2）質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都有是隨物體與觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變的。,（3）在一慣性系中發(fā)生于同一時(shí)刻，不同 地點(diǎn)的兩個(gè)事件在其他一切慣性系中也是同時(shí)發(fā)生的。,20.設(shè)快速運(yùn)動(dòng)的介子的能量約為 E=3000MeV,而這種介子在靜止時(shí)的能量為 E0=100MeV.若這種介子的固有壽命有 0 =2 10-6 s,求它運(yùn)動(dòng)的距離 (真空中光速 c =2.9979 108m/s).,解:根據(jù),可得,由此求出,又介子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,因此它運(yùn)動(dòng)的距離,21.在慣性