東南大學(xué)大學(xué)物理

1、東南大學(xué)大學(xué)物理3 3. .質(zhì)能公式在原子核裂變和聚變中的應(yīng)用質(zhì)能公式在原子核裂變和聚變中的應(yīng)用n2SrXenU109538139541023592u22.0m質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位 kg1066. 1u127放出的能量放出的能量MeV2002cmEQ1g 鈾鈾 235 的原子裂變所釋放的能量的原子裂變所釋放的能量J105 . 810Q 核裂變核裂變1千克汽油的燃燒值為 J .7106.4東南大學(xué)大學(xué)物理 輕核聚變輕核聚變224112HHH e24MeVJ1087. 3)(122cmEQ釋放能量釋放能量kg103 . 4u026. 029m質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損 溫度要達(dá)到溫度要達(dá)

2、到 時，使時，使 具有具有 的的動能，足以克服兩動能，足以克服兩 之間的庫侖排斥力之間的庫侖排斥力.K108H21H21keV10氘核氘核氦核氦核kg103437. 3)H(27210mkg106425. 6)He(27420m輕核聚變條件：輕核聚變條件：三三 動量和能量的關(guān)系動量和能量的關(guān)系22221cvcmmcEo22222022cvmcmmc2200mcEcmEmvp有兩邊平方可得兩邊平方可得pcEm 00hchcEp動量與能量關(guān)系式動量與能量關(guān)系式光子：光子：光的波粒二象性：光的波粒二象性：hphE,22202cpEE可得可得東南大學(xué)大學(xué)物理例例1.1.設(shè)一質(zhì)子以速度設(shè)一質(zhì)子以速度 運(yùn)

3、動運(yùn)動. . 求其總能求其總能量、動能和動量量、動能和動量. .c80. 0v解：解： 質(zhì)子的靜能質(zhì)子的靜能MeV938200cmE222021ccmmcEvMeV62520kcmEE119smkg1068. 6MeV1250)(2202cmEcpcpMeV1250另法：另法：MeV1563MeV)8 . 01 (9382122201cmmpvvv東南大學(xué)大學(xué)物理例例2 2. .使電子的速率從使電子的速率從1 1.2.210108 8m/sm/s增加到增加到2.42.410108 8m/sm/s必須做多少功？必須做多少功？從從0.9999c0.9999c增加到增加到0.99999c0.9999

4、9c呢？呢？202cmmcEK解解：212cmmEWK221222201111cvcvcm60.510100.576=創(chuàng)52.95 10 eV=670.51010152.97.8010WeV=創(chuàng)=東南大學(xué)大學(xué)物理第十四章第十四章 相對論小結(jié)提綱：相對論小結(jié)提綱：1.1.掌握愛因斯坦狹義相對論的兩條基本假設(shè)。掌握愛因斯坦狹義相對論的兩條基本假設(shè)。2.2.掌握洛侖茲變換，理解狹義相對論中同時的相掌握洛侖茲變換，理解狹義相對論中同時的相對性、長度收縮和時間延緩的概念。對性、長度收縮和時間延緩的概念。3.3.理解經(jīng)典理論和狹義相對論關(guān)于坐標(biāo)變換以及理解經(jīng)典理論和狹義相對論關(guān)于坐標(biāo)變換以及時空觀的區(qū)別和

5、聯(lián)系。時空觀的區(qū)別和聯(lián)系。4.4.理解狹義相對論中質(zhì)量、動量、動能和能量的概理解狹義相對論中質(zhì)量、動量、動能和能量的概念，掌握質(zhì)速、質(zhì)能以及動量和能量關(guān)系的計算。念，掌握質(zhì)速、質(zhì)能以及動量和能量關(guān)系的計算。討論討論1 某宇宙飛船以某宇宙飛船以0 0.8c.8c的速度離開地球，若地的速度離開地球，若地球上接收到它發(fā)出的兩個信號之間的時間間隔為球上接收到它發(fā)出的兩個信號之間的時間間隔為10s10s，則宇航員測出的相應(yīng)的時間間隔為，則宇航員測出的相應(yīng)的時間間隔為（）（）（）（）（）（）（）（）6s6s16.7s16.7s10s10s8s8sX X 軸方向軸方向長度收縮長度收縮acvllxx6 . 0

6、12scvtt101220（）（）（）（）討論討論2 邊長為邊長為a a的正方形薄板靜止于慣性系的正方形薄板靜止于慣性系S S的的XOYXOY平面內(nèi)，且兩邊分別與平面內(nèi)，且兩邊分別與X X、Y Y軸平行，現(xiàn)有慣性系軸平行，現(xiàn)有慣性系S S 以以0.8c0.8c的速度相對于的速度相對于S S系沿系沿X X軸作勻速直線運(yùn)動，則軸作勻速直線運(yùn)動，則從從S S 系測得薄板的面積為系測得薄板的面積為（）（）（）（）（）（）（）（）2a26 . 0 a6 . 02a28 . 0 a討論討論3 一個電子的運(yùn)動速度為一個電子的運(yùn)動速度為v=0v=0.99c.99c，則該電子的，則該電子的動能動能E Ek k等

7、于多少（電子的靜止能量為等于多少（電子的靜止能量為0.51MeV0.51MeV）8)(1120cvmm22008mccmEEEK0208)(1tcvtt（）（）（）（）（）（）（）（）3 3. .5MeV5MeV2 2. .5MeV5MeV3 3.1.1MeVMeV4 4. .0MeV0MeV（）（）20220)(1cmcvcm202cmmcEK202) 199. 011(cm討論討論4207cmEK 某宇宙射線中介子的動能某宇宙射線中介子的動能 ，則實(shí)，則實(shí)驗(yàn)室中觀察到它的壽命是固有壽命的多少倍？驗(yàn)室中觀察到它的壽命是固有壽命的多少倍？（）（）（）（）（）（）（）（）7 7倍倍1/8 1/8

8、 倍倍1/7 1/7 倍倍8 8倍倍（）（）例例1. 1. 宇宙飛船相對地球以宇宙飛船相對地球以0 0. .8c8c高速飛行，光脈沖從船高速飛行，光脈沖從船尾到船頭，飛船上觀察者測得飛船長尾到船頭，飛船上觀察者測得飛船長90m90m，地球上觀察，地球上觀察者測得光脈沖從船尾發(fā)出到船頭兩事件的空間間隔。者測得光脈沖從船尾發(fā)出到船頭兩事件的空間間隔。解：解：飛船上光脈沖從船尾發(fā)出到船頭兩事件時間間隔飛船上光脈沖從船尾發(fā)出到船頭兩事件時間間隔cxt221cvcxvxmcc2708 . 019080902地面上光脈沖從船尾發(fā)出到船頭兩事件空間間隔地面上光脈沖從船尾發(fā)出到船頭兩事件空間間隔221xv t

9、xvc 東南大學(xué)大學(xué)物理例例2.2.一火車靜長為一火車靜長為 ，以速度，以速度 通過一隧道，隧道靜長通過一隧道，隧道靜長也為也為 ，從地面上看，當(dāng)火車的前端，從地面上看，當(dāng)火車的前端 到達(dá)隧道到達(dá)隧道 端同端同時，有一閃電正好擊中隧道時，有一閃電正好擊中隧道 端，如圖示，試問此閃電端，如圖示，試問此閃電能否擊中火車在火車上留下痕跡？能否擊中火車在火車上留下痕跡？0lv0lbBA解：從地面上看，火車的長度為解：從地面上看，火車的長度為22001vlllc=-如圖如圖ABbavABab即當(dāng)火車前端即當(dāng)火車前端 到達(dá)隧道到達(dá)隧道的的 端時，火車末端端時，火車末端 已已進(jìn)入隧道內(nèi)了，則進(jìn)入隧道內(nèi)了，則

10、 端閃端閃電不能擊中火車留下痕跡電不能擊中火車留下痕跡AbBa東南大學(xué)大學(xué)物理閃電會擊中火車？閃電會擊中火車？ABba問題：從火車上看情況又如何呢？問題：從火車上看情況又如何呢？此時隧道的長度此時隧道的長度22001vlllc=-設(shè)地面為設(shè)地面為 系，火車為系，火車為 系，則系，則ss對對 系系s0,ABBAttxxl對對 系有系有s0Bbaxxxl0000ABABABABaaxxxxv ttlxxlxllx例例2. 2. 慣性系慣性系S S中觀測到相距中觀測到相距x=9x=910108 8m m的兩點(diǎn)相隔的兩點(diǎn)相隔t=5st=5s發(fā)生兩事件，在相對發(fā)生兩事件，在相對S S系沿系沿x x方向以

11、勻速運(yùn)動的方向以勻速運(yùn)動的S S 系中發(fā)現(xiàn)兩事件恰好發(fā)生在同一地點(diǎn)，求系中發(fā)現(xiàn)兩事件恰好發(fā)生在同一地點(diǎn)，求S S 系中兩系中兩事件的時間間隔。事件的時間間隔。解：解：221cvtt0tt2201xv txxv tvc S S 系兩事件發(fā)生在同一地點(diǎn)系兩事件發(fā)生在同一地點(diǎn)固有時固有時21cvtt0.84ts 0.6xvct例例3. 3. 兩飛船在自己的靜止參照系中測得各自的長度兩飛船在自己的靜止參照系中測得各自的長度約為約為100m100m，飛船，飛船1 1上的儀器測得飛船上的儀器測得飛船1 1的前端駛完飛船的前端駛完飛船2 2的全長需的全長需5/35/31010-7-7s s，兩飛船相對速度大

12、小是多少？，兩飛船相對速度大小是多少？1 1S S2 2S S 解：解：設(shè)設(shè)v v為兩飛船的相對速度為兩飛船的相對速度 由飛船由飛船1 1看（看（S S系）系）飛船飛船2 2（S S 系）長度收縮為系）長度收縮為21cvllvcvlt21vcv2711001035181068. 252smcv法一：法一：1 1S S2 2S S 法二：法二：飛船飛船2 2（S S 系）系）飛船飛船1 1（S S系）同一地點(diǎn)發(fā)生兩事件系）同一地點(diǎn)發(fā)生兩事件701035t100ltvv 0221001ttvvc 181068. 252smcv 兩飛船在自己的靜止參照系中測得各自的長度約兩飛船在自己的靜止參照系中測

13、得各自的長度約為為100m100m，飛船，飛船1 1上的儀器測得飛船上的儀器測得飛船1 1的前端駛完飛船的前端駛完飛船2 2的全長需的全長需5/35/31010-7-7，兩飛船相對速度大小是多少？，兩飛船相對速度大小是多少？1 1S S2 2S S 法三：法三：（S S 系）系）（S S系）對飛船系）對飛船1 1右端右端7510 ,03tx100 x22100()1txxv tvvc 8122.68 105cvm s 兩飛船在自己的靜止參照系中測得各自的長度約兩飛船在自己的靜止參照系中測得各自的長度約為為100m100m，飛船，飛船1 1上的儀器測得飛船上的儀器測得飛船1 1的前端駛完飛船的前

14、端駛完飛船2 2的全長需的全長需5/35/31010-7-7，兩飛船相對速度大小是多少？，兩飛船相對速度大小是多少？東南大學(xué)大學(xué)物理一、基本要求一、基本要求1 1、掌握角位移、角速度和角加速度等物理量、掌握角位移、角速度和角加速度等物理量以及角量與線量的關(guān)系。以及角量與線量的關(guān)系。2 2、理解力矩、轉(zhuǎn)動慣量、角動量等物理概念，了解、理解力矩、轉(zhuǎn)動慣量、角動量等物理概念，了解轉(zhuǎn)動慣量計算的基本思路。轉(zhuǎn)動慣量計算的基本思路。3 3、掌握轉(zhuǎn)動定律、動能定理、角動量定理和角動量、掌握轉(zhuǎn)動定律、動能定理、角動量定理和角動量守恒定律并能正確應(yīng)用。守恒定律并能正確應(yīng)用。第四章第四章 剛體的轉(zhuǎn)動剛體的轉(zhuǎn)動4

15、4、了解進(jìn)動的原理，掌握剛體的平面平行運(yùn)動。、了解進(jìn)動的原理，掌握剛體的平面平行運(yùn)動。東南大學(xué)大學(xué)物理二、討論二、討論方法方法1、質(zhì)量為、質(zhì)量為 ，長為，長為 的細(xì)棒，可繞的細(xì)棒，可繞 點(diǎn)轉(zhuǎn)動。由點(diǎn)轉(zhuǎn)動。由水平位置自由下落。求下落到豎直位置時的角速度。水平位置自由下落。求下落到豎直位置時的角速度。mlo由由dtdJJMdddtdJcoslmg20202dJdcoslmg求出求出logm方法方法方法方法分別判斷三種方法的正誤分別判斷三種方法的正誤求出求出2212Jlmg2212cmvlmg2lvc求出求出2 2、均質(zhì)桿繞水平軸轉(zhuǎn)動，已知、均質(zhì)桿繞水平軸轉(zhuǎn)動，已知m m、l l、 桿的動量桿的動量

16、動能動能角動量角動量0r rdmdmrdrlmvdmdplmllmrdrlmdppl2121202222261312121mlmlJEK231mlJLlm212261ml231ml東南大學(xué)大學(xué)物理vovoompTR圓圓錐錐擺擺子子彈彈擊擊入入桿桿ov以子彈和桿為系統(tǒng)以子彈和桿為系統(tǒng)機(jī)械能機(jī)械能不不守恒守恒 .角動量守恒；角動量守恒；動量動量不不守恒；守恒；以子彈和沙袋為系統(tǒng)以子彈和沙袋為系統(tǒng)水平方向動量守恒；水平方向動量守恒；角動量守恒；角動量守恒；機(jī)械能機(jī)械能不不守恒守恒 .圓錐擺系統(tǒng)圓錐擺系統(tǒng)動量動量不不守恒；守恒；角動量守恒；角動量守恒；機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒 .子子彈彈擊擊入入沙沙袋袋細(xì)細(xì)繩繩質(zhì)質(zhì)量量不不計計3、下面各系統(tǒng)動量、角動量和機(jī)械能是否守恒？、下面各系統(tǒng)動量、角動量和機(jī)械能是否守恒？東南大學(xué)大學(xué)物理例例1.1.