畢業(yè)論文-樣板

1、隴東學院本科生畢業(yè)論文(設計論文題目淺析高速轉動物體的相對論效應作者 信息姓名 性別 籍貫 出生年月 田程 男 甘肅莊浪 1985.10院系 專業(yè) 屆別 班級電氣工程學院物理學 2012屆 08級(2班指導 教師 信息姓名 性別 籍貫 付文羽 男 甘肅寧縣 畢業(yè)學校 學位 職稱 國防科技大學 碩士 教授 二 O 一二年四月九日目 錄一、說明二、隴東學院本科生畢業(yè)論文(設計工作管理規(guī)定1.畢業(yè)論文(設計目的和要求2.畢業(yè)論文(設計的組織和工作程序3.畢業(yè)論文(設計的時間安排4.畢業(yè)論文(設計的選題原則和要求5.開題報告6.畢業(yè)論文(設計7.畢業(yè)論文(設計的評閱8.畢業(yè)論文(設計答辯9.畢業(yè)論文(

2、設計成績評定10.畢業(yè)論文(設計總結、評優(yōu)11.其它三、隴東學院本科生畢業(yè)論文(設計答辯工作規(guī)程1.畢業(yè)論文(設計答辯的目的2.畢業(yè)論文(設計答辯的組織機構3.工作職責4.畢業(yè)論文(設計答辯的程序5.畢業(yè)論文(設計答辯成績評定的等級標準6.其它要求及規(guī)定四、隴東學院本科生畢業(yè)論文(設計撰寫格式隴東學院本科生畢業(yè)論文(設計開題報告姓名 田程 系別 電氣工程學院專業(yè) 物理學 班級08級(2 班學號 2008021219論文(設計題目 淺析高速轉動物體的相對論效應題目來源 導師指導選題本課題研究的現(xiàn)狀、意義、擬研究的主要問題、重點和難點、研究方法和步驟、預期 效果:在經(jīng)典力學中,研究宏觀物體是從理想

3、化的模型質(zhì)點和剛體出發(fā),分析討論了低 速運動物體的運動規(guī)律,但實際物體往往是高速運動的,高速運動的物體從在相對論 效應,特別是高速轉動物體一般也存在相對論效應,因此,對高速轉動物體相對論效 應的研究是很有必要的。本文運用洛倫茲變換和剛體定軸轉動的基本理論,研究了定 軸轉動物體的相對論效應,得出高速轉動物體定軸轉動的運動學規(guī)律,并對其結論進 行了討論。論文(設計主要內(nèi)容(提綱 :本文在學習物理知識及查閱文獻的基礎上,首先,對洛侖茲變換基本理論及剛體 轉動基本理論加以論述;其次,運用洛侖茲變換及剛體轉動兩大基本理論研究高速轉 動物體;最后,得出運動學及動力學規(guī)律,并對結果進行討論。準備情況和進度安

4、排:1、 2011年 11月 7日至 2011年 11月 21日:論文選題階段2、 2011年 11月 21日至 2011年 12月 5日:論文開題階段3、 2011年 12月 5日至 2011年 12月 19日:論文寫作階段4、 2012年 3月 5日至 2012年 3月 19日:論文審查與修改階段5、 2012年 3月 19日至 2012年 4月 9日:論文評閱、答辯階段指導教師意見:同意開題簽 字:2011年 12月 03日 分管主任意見簽字:同意導師意見(辦公室蓋章2011年 12月 03日隴東學院本科生畢業(yè)論文(設計任務書姓名 田程 系別 電氣工程學院專業(yè) 物理學 指導教師 付文羽論

5、文(設計題目 淺析高速轉動物體的相對論效應具體要求:在參閱文獻資料的基礎上,運用所學的專業(yè)基本知識,分析高速轉動 物體的相對論效應,并對高速轉動物體的運動規(guī)律進行歸納總結。進度安排:1、 2011年 11月 7日至 2011年 11月 21日:論文選題階段2、 2011年 11月 21日至 2011年 12月 5日:論文開題階段3、 2011年 12月 5日至 2011年 12月 19日:論文寫作階段4、 2012年 3月 5日至 2012年 3月 19日:論文審查與修改階段5、 2012年 3月 19日至 2012年 4月 9日:論文評閱、答辯階段指導教師簽字:2011年 12月 03日教學

6、院系意見:同意導師意見分管教學主任簽字:(辦公室蓋章 2011年 12月 03日隴東學院本科生畢業(yè)論文(設計指導記錄姓名 田程 系別 電氣工程學院專業(yè) 物理學 班級(2 班指導教師付文羽論文 (設計 名稱 淺析高速轉動物體的相對論效應論文開題收集資料分析、調(diào)研資料內(nèi)容不詳細論文內(nèi)容不精練, 論文寫作格式不規(guī) 范姓名 田程 系別 電氣工程學院專業(yè) 物理學 班級 08級(2班論文(設計名稱 淺析高速轉動物體的相對論效應指導教師評語:作者在參閱文獻資料的基礎上,運用所學的專業(yè)基本知識,研究了定 軸轉動物體的相對論效應,得出高速轉動物體定軸轉動的運動學規(guī)律,并 對其結論進行了討論。對參考文獻及專業(yè)理論

7、有比較深入地理解,論文內(nèi) 容基本正確,能在導師的指導下基本上完成論文寫作。等級:良好指導教師簽字:2012年 3月 24日 答辯小組評語:通過分析查閱作者論文以及作者在答辯過程中的表現(xiàn), 答辯小組認為 作者論文較完整,內(nèi)容基本正確,概念清楚,論文寫作符合規(guī)范性要求, 在答辯時能較好地回答問題。等級:良好組長簽字:2012年 3月 24日 答辯委員會綜合評語:同意答辯小組意見等級:良好答辯委員會主任簽字:(辦公室蓋章 2012年 3月 24日姓名 田程 系別 電氣工程學院專業(yè) 物理學 班級 08級(2班論文 (設計 題 目 淺析高速轉動物體的相對論效應指導教師 付文羽 職 稱 教 授答辯小組 成

8、員姓名 付 文 羽 、 張 漢 謀 、 李 繼 宏 答辯小組組長張 漢 謀 秘書張建濤 (兼答 辯 情 況 記 錄問:本文你都做了哪些工作及有何收獲?答:本文運用洛倫茲變換和剛體定軸轉動的基本理論, 研究了定軸轉動物 體的相對論效應, 得出高速轉動物體定軸轉動的運動學規(guī)律, 并對其結論進行 了討論。了我對新事物的好奇心理,對我今后工作有很大的幫助。答:狹義相對論有兩個基本原理:光速不變原理(就是在任何速度勻速運 動的參考系中, 光速不變和相對性原理(就是在任何慣性系中, 物理定理的形 式是相同的。 這兩個原理不同與經(jīng)典力學的時空觀,會產(chǎn)生一些可觀測的奇妙的效應,這種效應就叫相對論效應。在相對論

9、效應中高速平動的物體我們已經(jīng)知道有運動的時間變慢, 運動的 尺縮短, 運動物體質(zhì)量變大等。 而對于高速轉動的物體我們要運用平動的物體 得出的規(guī)律來研究轉動物體的各個點的運動情況。 因此高速轉動與平動物體相 對論效應的規(guī)律相同,但研究情況有所不同。答辯 評 語通過分析查閱作者論文以及作者在答辯過程中的表現(xiàn), 答辯小 組認為作者論文較完整,內(nèi)容基本正確,概念清楚,論文寫作符合 規(guī)范性要求,在答辯時能較好地回答問題。答辯成績評定 良好答辯小組 組長簽名 秘書簽名答辯時間2012年 3月 24日注:1、此表使用 A4紙篇幅,由答辯小組秘書要求如實填寫,交院(系統(tǒng)一保管; 2、 “答辯情況記錄”欄,主要

10、記錄提問和回答要點。姓名 系別 專業(yè) 班級 論文(設計題目指導教師推 薦 意 見 指導教師簽字:年 月 日答 辯 委員 會 意 見 主任簽字:年 月 日系 部 審核 意 見 系分管主任簽字:(系蓋章 年 月 日教 務 處 審批 意 見 (教務處蓋章 年 月 日淺析高速轉動物體的相對論效應田程,付文羽(隴東學院電氣工程學院,甘肅 慶陽 745000摘 要 :本文運用洛倫茲變換和剛體定軸轉動的基本理論, 研究了定軸轉動物體的相對論 效應,得出高速轉動物體定軸轉動的運動學規(guī)律,并對其結論進行了討論。關鍵詞 :高速轉動;相對論;洛倫茲變換;剛體轉動Analysis of the high speed

11、rotating object s relativistic effectTIAN Cheng,FU Wen-yu(ElectricalEngineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China Abstract :In the paper, according to Lorenz transform and the basic theory of fixed axis rotation, it researched the relativistic effects of the fixed axis rota

12、tion of objects, and derived rule of the high speed rotating object rotational kinematics, finally discussed the conclusions.Key words :Highspeed rotation; Relativity; Lorenz transform; Rotation of rigid body0引言在經(jīng)典力學中,研究宏觀物體是從理想化的模型質(zhì)點和剛體出發(fā),分析討論了低速運動 物體的運動規(guī)律。 從質(zhì)點出發(fā)得出低速物體平動的運動規(guī)律; 從剛體出發(fā)得出低速物體轉動的 規(guī)律。 然而

13、,實際物體往往是高速運動的,高速運動的物體從在相對論效應,對于平動相對論 效應愛因斯坦已有相對完善的理論, 但對于轉動相對論效應雖有研究, 還沒有形成相對完善的 理論,因此對高速轉動物體相對論效應的研究是很有必要的,其對系統(tǒng)學習力學有很大幫助。本文運用洛倫茲變換和剛體定軸轉動的理論,研究作高速勻速直線運動及繞圓心作定軸 轉動圓盤的相對論效應, 得出高速運動物體定軸轉動的運動學規(guī)律, 并對其結果進行分析討論。1兩大基本理論1.1洛倫茲變換如圖 1所示, 's 系相對于 s 系以速度 u 沿 x 軸和 x 軸的共同方向運動, 0't t =時,原 點 o o 重合。有了 s s 系

14、,它們相應的坐標軸互相平行,且 x 軸和 x 軸重合,設 s 系沿 x 軸方向以恒定速度 u 相對 s 系運動, 并且在坐標原點 o 與 o 重合時刻, '0t t =, 記某一事件在慣性參考 系 s 、 s 中的時空坐標分別為(x 、 y 、 z 、 t 和(x 、 y 、 z 、 t (1時空坐標關系為' '' '' x y y s s z zu t xt = = -=(系 系, ' '' ' '' 'x y y s s z z u t x t = =+=(系 系 . (1(2速度變換關

15、系為' ' ' ' 111x x xy z v u v v s s v -=- =- =-(系 系, ' ' 111x x y z v u v v s s v +=-=+=+(系 系 . (2時空之間,時空與物質(zhì)運動之間相互聯(lián)系,時空測量都與參考系相關。 (1同時性的相對性若兩個事件在某一慣性系中為同時異地事件, 則在其他慣性系中必定不是同時發(fā)生的, 只(x , y,z (x , y , z z 圖 1洛倫茲變換y xyzu x 有在一個慣性系中同時同地發(fā)生的事件,在其他慣性系必同時同地發(fā)生。(' ' 212121c u t t

16、t t x x -=-. (3 (2時間膨脹對發(fā)生事件地點作相對運動的慣性系中測得的時間間隔 (運動時間比相對靜止的慣性 系測得的時間間隔 0(固有時間長(0=為固有時間 .(4 (3長度收縮在相對物體運動的慣性系中測得物體的長度 l (運動長度比相對于物體靜止的慣性系測 得的長度 0l (固有長度短,即運動著的物體在運動方向上的長度縮短0l l l =為固有長度 .(5 1.2剛體運動角坐標 確定剛體的位置 (t =. (6角速度 描述剛體的快慢程度和方向 dv =. (7角加速度 描述角速度變化的快慢程度和方向 2d d a =.(8線量和角量的關系2s r v r a r a r =.

17、(9勻速定軸轉動 0t =+ .(10勻變速定軸轉動(200001o att at a +=+-=+2. (1122i i J m r J r dm = 或 .(12剛體轉動慣量不僅與剛體的總質(zhì)量、 剛體質(zhì)量相對轉軸的分布有關, 還與轉軸的位置有關。 平行軸定理,若 J c 與 J 的轉動軸相距為 d 則2c J J md =+.(13剛體所受的外力對轉軸的力矩之和等于剛體對該軸的轉動慣量與剛體的角加速度的乘積, 即d M Ja J=, (14式中, M 是對某定軸的和外力矩。在定軸轉動的情況下是代數(shù)量,其方向可用 ±表示。 J 、 、也均對該定軸而言。212k E J =. (15

18、力矩的功,作用在剛體上的合外力矩所做的功21A Md =.(16剛體繞定軸轉動的動能定理,合外力矩做的功等于剛體轉動動能的增量21222111Md J J =-. (17剛體的重力勢能,決定于剛體重心距勢能零點的高度p c E mgh =.(18機械能守恒定律,系統(tǒng)(包括剛體只有保守力做功時,系統(tǒng)的動能(包括轉動動能與 勢能之和為常數(shù),即當 0e id A A +=時k p E E E =+=常量 .(19剛體的角動量,剛體繞定軸轉動時,各質(zhì)點對軸的角動量總和就是剛體的角動量,即L J =.剛體的角動量定理, 對一固定軸的合外力矩等于剛體對該軸的角動量對時間的變化率, 即(d J dl M d

19、t dt=. (20角動量守恒定律系統(tǒng)(包括剛體對某定軸的角動量對時間的變化率,即當 M =0時J =常量 .(21剛體進動的角速度公式,外力矩為 M 自轉角動量為 L,則進動角速度為M =. (222高速轉動的物體下面來研究一個參考系相對于令一個參考系不但作高速勻角速轉動而且作高速勻速平動 時所產(chǎn)生的相對論效應。 若把動坐標想成一個均勻圓盤, 則其 盤心相對于靜止坐標系作以速度 v 的平動且同時圓盤繞自己 的中心作以速度 的勻速旋轉運動,物理模型如圖 2所示。2.1高速轉動相對論效應洛倫茲變換解決了相對作平動的兩個參考系之間的坐標 及物理量的變換問題。 有經(jīng)典力學可知, 平動和轉動是物體宏觀

20、運動的兩種基本運動形式, 因此轉動也有類似洛倫茲變換的那樣的簡單變換關系, M.Carmeli 對兩大基本理論 (洛倫茲變換和剛體轉動 及上述問題做了深入的研究, 給出這種類似的變換, 采用通俗的表述方法,這種變換可表示如下(' ''' ds r ds dt Z Zdt r dt ds =-=- , (23上式 (23 參閱文獻3。 這種變換被稱為 “洛倫茲變換” 。 這種變換被稱為 “旋轉洛侖茲變換。 ” 嚴格來講 , 若 s 系的觀角速度是 , s 系的觀測者測量的角速度不再是 , 應當有個小量的修正 , 但為了討論簡單起忽略這一差別 , 對于非高速自轉的天

21、體是適用的。這樣 , 借助洛侖茲變換和旋 轉洛侖茲變換就簡便地討論本文的問題。設點 P (圓盤上一點 在 s 中的位矢為 r , 速度為 u , 在 s 系中 P 點的速度為 u , 由洛侖茲變換y.y'ox(x'圖 2物體的轉動和平動可得速度變換公式 (1c ' 11c x yx u v u u +=+(24在 s 系中質(zhì)點 P 的速度 ' u 可以表示為 :' ' ' ' sin cos x y u r u r =- , =,(25取兩參照系的初始時間 '000t t =,利用動參照系和靜止參照系中時間間隔的關系應有' ' t t =,(26 所以點 P 在 s系中的速度分量可以表示為' sin sin 11c x y r v u u -+=- =-, (27