即趨于低速時物理量須趨于理論中相應(yīng)的量PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1即趨于低速時物理量須趨于理論中相應(yīng)即趨于低速時物理量須趨于理論中相應(yīng)的量的量實驗結(jié)果實驗結(jié)果 質(zhì)速曲線質(zhì)速曲線2201cmmv(2) 質(zhì)速曲線質(zhì)速曲線當(dāng)當(dāng)v =0.1 cm 增加增加 0.5%02mm m(3) 光速是物體運動的極限速度光速是物體運動的極限速度00m(1) 當(dāng)當(dāng)v c 時，時， 0, m = m0當(dāng)當(dāng)v =0.866 c當(dāng)當(dāng)v c當(dāng)當(dāng)v = 00.5 1.05 432100mmcv/r 討論討論第1頁/共10頁v 相對論動量相對論動量vvv20)(1cmmp可以證明，該公式保證動量可以證明，該公式保證動量守恒定律在洛倫茲變換下，守恒定律在洛倫茲變換下，對任何慣性系都保持

2、不變性對任何慣性系都保持不變性v 相對論質(zhì)點動力學(xué)基本方程相對論質(zhì)點動力學(xué)基本方程v0mp 經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)amtmtpF00ddddv相對論力學(xué)相對論力學(xué)v201ddddmttpF(1) (1) 可證明，該質(zhì)點動力學(xué)基本方程對洛倫茲變換保持不變；可證明，該質(zhì)點動力學(xué)基本方程對洛倫茲變換保持不變；(2) (2) 低速極限下，可退化至經(jīng)典力學(xué)關(guān)系。低速極限下，可退化至經(jīng)典力學(xué)關(guān)系。第2頁/共10頁12.3.2 質(zhì)能關(guān)系式質(zhì)能關(guān)系式總總 能能 量：量：200cmE 靜止能量靜止能量：2mcE 202cmmcEK任何宏觀靜止任何宏觀靜止物體具有能量物體具有能量相對論質(zhì)量是相對論質(zhì)量是能量的量度能量的

3、量度質(zhì)能關(guān)系質(zhì)能關(guān)系 2mcE 物體的相對論總能量與物體的總質(zhì)物體的相對論總能量與物體的總質(zhì)量成正比量成正比 質(zhì)量與能量不可分割質(zhì)量與能量不可分割 )( 2cmE物體質(zhì)量與能量變化的關(guān)系物體質(zhì)量與能量變化的關(guān)系例如例如1kg 水由水由 0 加熱到加熱到 100 ，所增加的能量為，所增加的能量為J 1018. 45Ekg 106 . 412mv 質(zhì)能關(guān)系為人類利用核能奠定了理論基礎(chǔ)。第3頁/共10頁例例解解求求電子靜質(zhì)量電子靜質(zhì)量 m0 = 9.1110-31 kg(1) 試用焦耳和電子伏為單位，表示電子靜能；試用焦耳和電子伏為單位，表示電子靜能；(1) 電子靜能電子靜能J 1020. 8109

4、1011. 9141631200cmE(2) 靜止電子經(jīng)過靜止電子經(jīng)過 106 V 電壓加速后，其質(zhì)量和速率。電壓加速后，其質(zhì)量和速率。MeV 51. 0eV 1051. 01060. 11020. 8619140E(2) 靜止電子經(jīng)過靜止電子經(jīng)過 106 V 電壓加速后，動能為電壓加速后，動能為J 106 . 1eV 10136kE電子的質(zhì)量為電子的質(zhì)量為202cEEcEmk第4頁/共10頁由質(zhì)速關(guān)系，電子運動的速率為由質(zhì)速關(guān)系，電子運動的速率為cmm )(120vc94. 0)1069. 210911. 0(123030kg 1069. 2109106 . 11020. 830161314

5、第5頁/共10頁例例 在熱核反應(yīng)過程中，在熱核反應(yīng)過程中，nHeHH10423121如果反應(yīng)前粒子動能相對較小，試計算反應(yīng)后粒子所具有如果反應(yīng)前粒子動能相對較小，試計算反應(yīng)后粒子所具有的總動能。已知的總動能。已知kg 107 3.343H)(27210mkg 109 5.004H)(27310mkg 105 642. 6He)(27420mkg 100 675. 1n)(27100m解解 反應(yīng)前、后粒子靜止質(zhì)量之和反應(yīng)前、后粒子靜止質(zhì)量之和 m10 和和 m20分別為分別為kg 106 348. 8H)(H)(2731021010mmmkg 105 317. 8n)(He)(271004202

6、0mmm質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損kg 101 031. 0271020mmm第6頁/共10頁與質(zhì)量虧損所對應(yīng)的靜止質(zhì)量減少量，即為動能增量，也與質(zhì)量虧損所對應(yīng)的靜止質(zhì)量減少量，即為動能增量，也就是反應(yīng)后粒子所具有的總動能，即就是反應(yīng)后粒子所具有的總動能，即 109101 031. 016272mcEkMeV 17.5J 1080. 2 21第7頁/共10頁12.3.3 能量和動量的關(guān)系能量和動量的關(guān)系兩邊平方兩邊平方201 mm20221mm42022242cmcmcmv兩邊乘以兩邊乘以 c 4 20222EcpE取極限情況考慮，如光子取極限情況考慮，如光子00mpcE cEp hE hchp22chcEmkE2mcpc20cm20cm第8頁/共10頁例例解解求求設(shè)火箭的靜止質(zhì)量為設(shè)火箭的靜止質(zhì)量為 100 t ，當(dāng)它以第二宇宙速度飛行時，當(dāng)它以第二宇宙速度飛行時，其質(zhì)量增加了多少？其質(zhì)量增加了多少？ 2020221vmcmmcEk2 02021cvmcEmmmkkg 107 . 0109102 .111010002131633火箭的第二宇宙速度火箭的第二宇