即趋于低速时物理量须趋于理论中相应的量PPT学习教案

1、会计学1即趋于低速时物理量须趋于理论中相应即趋于低速时物理量须趋于理论中相应的量的量实验结果实验结果 质速曲线质速曲线2201cmmv(2) 质速曲线质速曲线当当v =0.1 cm 增加增加 0.5%02mm m(3) 光速是物体运动的极限速度光速是物体运动的极限速度00m(1) 当当v c 时，时， 0, m = m0当当v =0.866 c当当v c当当v = 00.5 1.05 432100mmcv/r 讨论讨论第1页/共10页v 相对论动量相对论动量vvv20)(1cmmp可以证明，该公式保证动量可以证明，该公式保证动量守恒定律在洛伦兹变换下，守恒定律在洛伦兹变换下，对任何惯性系都保持

2、不变性对任何惯性系都保持不变性v 相对论质点动力学基本方程相对论质点动力学基本方程v0mp 经典力学经典力学amtmtpF00ddddv相对论力学相对论力学v201ddddmttpF(1) (1) 可证明，该质点动力学基本方程对洛伦兹变换保持不变；可证明，该质点动力学基本方程对洛伦兹变换保持不变；(2) (2) 低速极限下，可退化至经典力学关系。低速极限下，可退化至经典力学关系。第2页/共10页12.3.2 质能关系式质能关系式总总 能能 量：量：200cmE 静止能量静止能量：2mcE 202cmmcEK任何宏观静止任何宏观静止物体具有能量物体具有能量相对论质量是相对论质量是能量的量度能量的

3、量度质能关系质能关系 2mcE 物体的相对论总能量与物体的总质物体的相对论总能量与物体的总质量成正比量成正比 质量与能量不可分割质量与能量不可分割 )( 2cmE物体质量与能量变化的关系物体质量与能量变化的关系例如例如1kg 水由水由 0 加热到加热到 100 ，所增加的能量为，所增加的能量为J 1018. 45Ekg 106 . 412mv 质能关系为人类利用核能奠定了理论基础。第3页/共10页例例解解求求电子静质量电子静质量 m0 = 9.1110-31 kg(1) 试用焦耳和电子伏为单位，表示电子静能；试用焦耳和电子伏为单位，表示电子静能；(1) 电子静能电子静能J 1020. 8109

4、1011. 9141631200cmE(2) 静止电子经过静止电子经过 106 V 电压加速后，其质量和速率。电压加速后，其质量和速率。MeV 51. 0eV 1051. 01060. 11020. 8619140E(2) 静止电子经过静止电子经过 106 V 电压加速后，动能为电压加速后，动能为J 106 . 1eV 10136kE电子的质量为电子的质量为202cEEcEmk第4页/共10页由质速关系，电子运动的速率为由质速关系，电子运动的速率为cmm )(120vc94. 0)1069. 210911. 0(123030kg 1069. 2109106 . 11020. 830161314

5、第5页/共10页例例 在热核反应过程中，在热核反应过程中，nHeHH10423121如果反应前粒子动能相对较小，试计算反应后粒子所具有如果反应前粒子动能相对较小，试计算反应后粒子所具有的总动能。已知的总动能。已知kg 107 3.343H)(27210mkg 109 5.004H)(27310mkg 105 642. 6He)(27420mkg 100 675. 1n)(27100m解解 反应前、后粒子静止质量之和反应前、后粒子静止质量之和 m10 和和 m20分别为分别为kg 106 348. 8H)(H)(2731021010mmmkg 105 317. 8n)(He)(271004202

6、0mmm质量亏损质量亏损kg 101 031. 0271020mmm第6页/共10页与质量亏损所对应的静止质量减少量，即为动能增量，也与质量亏损所对应的静止质量减少量，即为动能增量，也就是反应后粒子所具有的总动能，即就是反应后粒子所具有的总动能，即 109101 031. 016272mcEkMeV 17.5J 1080. 2 21第7页/共10页12.3.3 能量和动量的关系能量和动量的关系两边平方两边平方201 mm20221mm42022242cmcmcmv两边乘以两边乘以 c 4 20222EcpE取极限情况考虑，如光子取极限情况考虑，如光子00mpcE cEp hE hchp22chcEmkE2mcpc20cm20cm第8页/共10页例例解解求求设火箭的静止质量为设火箭的静止质量为 100 t ，当它以第二宇宙速度飞行时，当它以第二宇宙速度飞行时，其质量增加了多少？其质量增加了多少？ 2020221vmcmmcEk2 02021cvmcEmmmkkg 107 . 0109102 .111010002131633火箭的第二宇宙速度火箭的第二宇