高等教育出版社：《物理学教程》教材电子教案（PPT课件，马文蔚第二版）第十五章习题课选讲例题

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例在惯性系S中，测得飞行火箭的长度是它静止 长度的1/2，则火箭相对于S系的飞行速度)为() (1) ★(2)(3/2)c (3) c/2 (4) 2c 例从加速器中以速度)=0.80c飞出的离子，在 它的运动方向上又发射出光子，则这光子相对于加速 器的速度为() ★(1) C (2)1.80c (3) 0.20c (4)2.0c 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） 例 在惯性系 中,测得飞行火箭的长度是它静止 长度的 ,则火箭相对于 系的飞行速度 为（ ） S 1 2 (1) (2) (3) (4) c c 2 2c ( 3 2)c 例 从加速器中以速度 飞出的离子, 在 它的运动方向上又发射出光子，则这光子相对于加速 器的速度为（ ） c 1.80c 0.20c 2.0c (1) (2) (3) (4) v  0.80c S v

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行如 果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他所乘的火箭 相对于地球的速度应是：() (1)(1/2)c (2)(3/5)c ★(3)(4/5)c (4)(9/10)c 例在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时 间间隔为4s,若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时 间间隔为5s,则乙相对于甲的运动速度是() (1) (4/5)c ★(2)(3/5)c (3)(2/5)c (4)(1/5)c 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） 例 一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行.如 果宇航员希望把这路程缩短为3光年, 则他所乘的火箭 相对于地球的速度应是:（ ） (1) (2) (3) (4) (3 5)c 例 在某地发生两件事, 静止位于该地的甲测得时 间间隔为 4s, 若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时 间间隔为5s, 则乙相对于甲的运动速度是（ ） (1 2)c (4 5)c (9 10)c (1) (2) (3) (4) (4 5)c (3 5)c (2 5)c (1 5)c

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例边长为的正方形游泳池静止于K惯性系，当 惯性系K’沿池一边以0.6C速度相对K系运动时，在 K’系中测得游泳池的面积为 (1) (2) 0.6a2 ☆ (3)0.8a2 (4)a2/0.8 例Q心粒子在加速器中被加速到动能为其静止能量 的4倍时，其质量m与静止质量mo的关系为 (1) m=4mo ☆(2 m=5m, (3)m=6mo (4) m=8mo 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） 例 边长为 a 的正方形游泳池静止于K 惯性系，当 惯性系 K ’ 沿池一边以 0.6 c 速度相对 K 系运动时，在 K ’ 系中测得游泳池的面积为 (1) (2) (3) (4) 2 a 0.8 2 a 2 0.8a 2 0.6a 例 粒子在加速器中被加速到动能为其静止能量 的 4 倍时，其质量 m 与静止质量 m0 的关系为  m  4m0 m  5m0 m  6m0 m  8m0 (1) (2) (3) (4)

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例某核电站年发电量为100亿度，它等于36×1015J 的能量，如果这是由核材料的全部静止能转化产生的， 则需要消耗的核材料的质量为（) ★(1)0.4kg (2) 0.8kg (3)(1/12)×10kg (4)12×10kg 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） (1) (2) (3) (4) 例 某核电站年发电量为100亿度,它等于 的能量 , 如果这是由核材料的全部静止能转化产生的, 则需要消耗的核材料的质量为（ ） 36 10 J 15  0.4kg (1 12) 10 kg 7  12 10 kg 7  0.8kg

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例一门宽为☑，今有一固定长度为1，(l,>a) 的水平细杆，在门外贴近门的平面沿其长度方向匀速 运动，若站在门外的观察者认为此杆的两端可同时被 拉进此门，则该杆相对于门的运动速度⑦至少为大？ 解：门为S系，杆为S系 7 2 -a x 0=C 1- X 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） 例 一门宽为 ，今有一固定长度为 的水平细杆，在门外贴近门的平面沿其长度方向匀速 运动，若站在门外的观察者认为此杆的两端可同时被 拉进此门 , 则该杆相对于门的运动速度 至少为大？ ( ) a l0 l0  a v  解：门为 S 系，杆为 S’ 系 a c l   2 2 0 1 v 2 0 2 1 l a v  c  a x y o v  o' x' y

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例牛郎星距离地球约16光年，问宇宙飞船以多 大的速度飞行，将以4年的时间（宇宙飞船上的锺） 抵达牛郎星。 解 S→字宙飞船参照系 S>地球参照系 Ax=1=16光年 △t′=4年 宇宙飞船速度 )= c=2.91×108m/s 17 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） x  l 0  16光年 例 牛郎星距离地球约 16 光年，问宇宙飞船以多 大的速度飞行，将以 4 年的时间（宇宙飞船上的锺） 抵达牛郎星。 解 s  宇宙飞船参照系 s 地球参照系 t  4年 2 2 0 1 c x l v      vt 2 2 4 16 1 c c v v   2.91 10 m/s 17 4 8 宇宙飞船速度 v  c  

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例一长为1m的棒静止地放在O'x'y平面内， 在S'系的观察者测得此棒与O'x轴成45角，试问从 S系的观察者来看，此棒的长度以及棒与Ox轴的夹角 是多少？设想S'系相对S系的运动速度v=√3c/2. 解：在S'系0'=45°，1=1m 1'x=1'y=V2/2m 在S系l,=1'v=V2/2m =I-01C5=5寸 0=3c/2 l=1?+1=0.79m 0=arctan,y≈63.43 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） l' x'  l' y '  2 / 2m 在 S 系 l y  l' y'  2 / 2m 例 一长为 1 m 的棒静止地放在 平面内， 在 系的观察者测得此棒与 轴成 角，试问从 S 系的观察者来看，此棒的长度以及棒与 Ox 轴的夹角 是多少？设想 系相对 S 系的运动速度 v  3c 2 .  45 O' x' y' O' x' S' S' v  3c 2  ' v  x'x y y' o o' ' x' l ' y' l 解：在 系 ' 45 ,l'  1m  S'   ' 1 / 2 '/ 4 2 2 ' l l c l x  x  v  0.79m 2 2 l  l x  l y    arctan  63.43 x y l l 

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例：一宇宙飞船相对地球以0.8c的速度飞行， 一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞 船长90m,地球上的观察者测得光脉冲从船尾发 出达到船头两事件的空间间隔为 (A)90m,(B)54m, (C)270m, (D) 150m。 解 0.8a 设地球为S系，飞船为S'系 0=0.8c 90m △t'= X △x'=90m △x'+0△t' 90+0.8×90 X= m=270m V1-B2 V1-0.82 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） 例：一宇宙飞船相对地球以 的速度飞行， 一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞 船长 90 m，地球上的观察者测得光脉冲从船尾发 出达到船头两事件的空间间隔为 （A）90 m ，（B）54 m，（C）270 m，（D）150 m。 0.8c 解 设地球为 S 系, 飞船为 S’ 系 x'  90m m 270m 1 0.8 90 0.8 90 1 ' ' 2 2             x t x v c t 90m  '  v  0.8c x y o y' x' c  0.8 ' o

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 已知： )=0.8c △x'=l,=90m 0.8c 0.8c M (41,x1) (t2,x2)X 解法二：解设地球为S系，飞船为S系 x2-X1=c(t2-t1)=1+w(t2-t1) 1=oV1-B2 xV1-B2_AxV1-B2 △x=C△t=C· =270m C-) 1-B 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） 解法二：解 设地球为 S 系, 飞船为 S’ 系 x y o y' x' c  0.8 ' o y' x' c  0.8 ' o ( , ) 1 1 t x ( , ) 2 2 t x ( ) ( ) 2 1 2 1 2 1 x  x  c t  t  l  v t  t 2 l  l0 1  270m 1 1 1 2 2                  x  c x x c t c v 已知： v  0.8c x'  l0  90m

狭义相对论习题课选讲例题 物理学教程 (第二版) 例在s惯性系中，相距△x=5×106m的两个 地方发生两事件，时间间隔△t=10-2s；而在相对于 S系沿x正方向运动的S'系中观察到这两事件是同时 发生的，则在S系中测量这两事件的地点间隔是多少？ 解△x=5×106m△t=102s△t'=0 ) 1- c ) t'1 △t= △x /1-B2 V1-B2 △x-0△t Λx'= =4×10m V1-B2 第十五章狭义相对论

第十五章 狭义 相对论 物理学教程 狭义相对论习题课选讲例题 （第二版） 例 在 S 惯性系中，相距 的两个 地方发生两事件，时间间隔 ；而在相对于 S 系沿 正方向运动的 S’ 系中观察到这两事件是同时 发生的, 则在 S’ 系中测量这两事件的地点间隔是多少？ 5 10 m 6 x   10 s 2 t  x 2 1 2 1 1 1 '     x c t t v 2 2 2 2 2 1 '     x c t t v x c t  2 v 4 10 m 1 ' 6 2          x t x v c 5 3 v  5 10 m 6 x   10 s 2 解 t  t'  0