宇宙飛船相對于地面以速度.ppt

1.宇宙飛船相對于地面以速度 v 作勻速直線飛行，某一時刻飛船頭部的宇航員向飛船尾部發(fā)出一個光訊號，經過 Dt （飛船上的鐘）時間后，被尾部的接收器收到，則由此可知飛船的固有長度為, A ,（4 ）慣性系中的觀察者觀察一個與他作勻 速相對運動的時鐘時，會看到這時鐘比與 他相對靜止的時鐘走得慢些。,( A ) (1), (3), (4)。,( B ) (1), (2), (4)。,( C ) (1), (2), (3)。,( D ) (2), (3), (4)。, B ,7.把一個靜止質量為 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測得其長為a，寬度為 b ，質量為 m0 . 由此可算出其面積密度為 m0 . 假定該薄板沿長度方向以接近光速的速度 v 作勻速直線運動，此時再測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化產生的，則需要消耗的材料的質量為:, A ,(A) 0.4 Kg . (B) 0.8 Kg. (C) 12107 Kg . (D) (1/12) 107Kg.,10.一個電子運動速 v=0.99c ,它的動能是： (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)，相對他靜止的時鐘比相對他勻速運動的時鐘走的快。 正確的說法是： (A) (1).(3).(4).(5) (B) (1).(2).(3) (C) (2).(5) (D) (1).(3), C ,2.相對于地球的速度為 v 的一飛船，要到離地球為 5 光年的星球上去。若飛船的宇航員測得該旅程的時間為 3 光年，則 v 應為： (A) c/2 (B) 3c/5 (C) 9c/10 (D) 4c/5, D ,3.坐標軸相互平行的兩慣性系 S、S，S 相對沿 ox 軸正方向以 v 勻速運動，在 S 中有一根靜止的剛性尺，測得它與 ox 軸成 30 角，與 ox 軸成 45 角，則v應為： (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 S 以 u 運動， S 中一個固定光源發(fā)出一束光與 u 同向 (1)乙測得光速為 c . (2)甲測得光速為 c+u; (3)甲測得光速為 c-u ； (4)甲測得光相對于乙的速度為 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，兩個靜質量都是 m0 的粒子，都以速度沿同一直線相向運動并碰撞，之后合并為一體，則其靜止質量為：, D ,(A),(C),(B),(D),2m0;,6. a 粒子在加速器中被加速，當其質量為靜止質量的 3 倍時，其動能為靜止能量的： （A）2倍 （B）3倍. （C）4倍 （D）5倍, A ,7.質子在加速器中被加速，當其動能為靜 止能量的 4 倍時，其質量為靜止質量的,( A ) 5倍.,( B ) 6倍.,( C ) 4倍.,( D ) 8倍., A ,8在慣性系 K 中，有兩個事件同時發(fā)生在 x 軸上相距 1000m 的兩點,而在另一慣性系 K (沿軸方向相對于 K 系運動 ) 中測得這兩個事件發(fā)生的地點相距 2000m . 求在 K 系中測得這兩個事件的時間間隔.,解：根據(jù)洛侖茲力變換公式：,在 K 系，兩事件同時發(fā)生，t1=t2 則,在 K 系上述兩事件不同時發(fā)生，設分別發(fā)生于 t1 和 t2 時刻,則,9.觀測者甲和乙分別靜止與兩個慣性參照系 K 和 K 中，甲測得在同一地點發(fā)生的兩個事件間隔為 4s，而乙測得這兩個事件的時間間隔為 5s， 求：(1) K 相對于的運動速度. (2)乙測得這兩個事件發(fā)生的地點的距離.,解:設 K 相對與 K 運動的速度為 v 沿x(x )軸方向，則根據(jù)洛侖磁變換公式,有,因兩個事件在 K 系中同一點發(fā)生,解得,10.（1）某慣性系中一觀察者，測得兩事件同時刻、同地點發(fā)生，則在其它慣性系中，它們不同時發(fā)生。 （2）在慣性系中同時刻、不同地點發(fā)生的兩件事，在其它慣性系中必不同時發(fā)生。 （3）在某慣性系中不同時、不同地發(fā)生的兩件事，在其它慣性系中必不同時發(fā)生，時，而同地發(fā)生。 （4）在不同慣性系中對同一物體的長度、體積、質量、壽命的測量的結果都相同。,三.問答題。,11.經典相對性原理與狹義相對論的相對性原理有何不同？,答：經典相對性原理是指不同的慣性系，牛頓定律和其它力學定律的形式都是相同的。,狹義相對論的相對性原理指出：在一切慣性系中，所有物理定律都是相同的，即指出相對性原理不僅適用于力學現(xiàn)象，而且適用于一切物理現(xiàn)象。也就是說，不僅在力學范圍所有慣性系等價，,而且在一切物理現(xiàn)象中，所有慣性系都是等價的。,12.在慣性系 S 中的某一地點發(fā)生了兩事件A、B，B 比 A 晚發(fā)生 Dt = 2.0 s , 在慣性系 S 中測得 B 比 A 晚發(fā)生 Dt = 3.0s 。試問在 S 中觀測發(fā)生 A、B 的兩地點之間的距離為多少？,13.一固有長度的飛船 L0=90 m，沿船長方向相對地球以 v =0.80 c 的速度在一觀測站的上空飛過，該站測的飛船長度及船身通過觀測站的時間間隔各是多少？船中宇航員測前述時間間隔又是多少？,14.一個立方體的靜質量為 m0，體積為 V0，當它相對某慣性系 S 沿一邊長方向以 v 勻速運動時，靜止在 S 中的觀察者測得其密度為多少？,15.坐標軸相互平行的兩慣性系 S、S，S相對 S 沿 x 軸勻速運動，現(xiàn)有兩事件發(fā)生，在 S 中測的其空間、時間間隔分別 為 D x = 5.0106 m, D t =0.010 s 而在 S 中觀測二者卻是同時發(fā)生，那么其空間間隔 D x 是多少？,16.兩火箭 A、B 沿同一直線相向運動，測得二者相對地球的速度大小分別是 vA=0.900 c, vB =0.800 c ， 試求二者互測的相對運動速度。,17.在距地面 8.00km 的高空，由 p 介子衰變產生出一個 m 子，它相對地球以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 子能否到達地面？,18.試證明：,（1）如果兩個事件在某慣性系中是在同 一地點發(fā)生的，則對一切慣性系來說這兩 個事件的時間間隔，只有在此慣性系中最 短。,（2）如果兩個事件在某慣性系中是同時 發(fā)生的，則對一切慣性系來說，這兩個事 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 系原點以速度 v 沿 S 系 x 軸正向運動， S 系與 S 系的原點重合時,t=t=0,(1)如果在 S 系中，兩事件 A、B 在同一地點發(fā)生，即：,則在任一S系看來：,（等號僅當 v0 時才成立）,即，在S系中兩事件時間間隔tB- tA最短。,若在S系中兩事件A、B同時發(fā)生，即：,t A=t B,則：,（等號僅當v0時才成立）,即：在S系中兩事件的空間距離xB- xA 最短。,19.在狹義相對論中，下列說法中哪些是下 確的？,（1）一切運動物體相對于觀察者的速度都 不能大于真空中光速。,（2）質量、長度、時間的測量結果都有是隨物體與觀察者的相對運動狀態(tài)而改變的。,（3）在一慣性系中發(fā)生于同一時刻，不同 地點的兩個事件在其他一切慣性系中也是同時發(fā)生的。,20.設快速運動的介子的能量約為 E=3000MeV,而這種介子在靜止時的能量為 E0=100MeV.若這種介子的固有壽命有 0 =2 10-6 s,求它運動的距離 (真空中光速 c =2.9979 108m/s).,解:根據(jù),可得,由此求出,又介子運動的時間,因此它運動的距離,21.在慣性