粤教版高中物理选修3-4质能方程与相对论速度合成定理.ppt

一、狭义相对论的其他结论 1.相对论质量 (1)经典力学:物体的质量是不变的。 (2)相对论:物体的质量随物体速度的增加而增大, 2.质能方程 一定的质量与一定的能量相对应,两者存在简单的正比关系,即E=mc2,式中m是物体的质量,E是它具有的能量。 3.相对论速度合成定理 (1)公式:如图,火车行驶速度为v,人相对火车的速度是u(v和u同向),那么人相对地面的速度为 (2)说明:若如图车上人的运动方向与火车运动方向相反,式中u取负值,若两者运动方向垂直或成其他角度,上式不适用。 如图所示,小河中流水的速度是3 m/s,小船顺流而下,由于划船,它相对于水的速度是1 m/s,那么船相对于河岸的速度是多少?假设水流的速度是0.7c(c为真空中的光速),而小船相对于水的划行速度是0.3c,还能这样求船相对于河岸的速度吗? 提示 如果物体的速度远小于真空中的光速,可以直接用u=u+v,求对地速度u。其中 v为参考系相对于地的速度,u为物体相对参考系的速度,u为物体对地速度。但当速度接近真空中的光速时就要考虑相对论速度合成公式。 一、狭义相对论的其他结论 1.由相对论速度合成公式 可忽略不计,相对论的速度合成公式可近似变为u=u+v,这和我们在经典力学中的相对速度变换是一样的。 2.由公式可知光速是物体相对运动速度的极限,只能无限趋近,永远不能达到和超过。 3.对于质速关系 (1)这个关系式表明:物体的质量会随物体速度的增大而增大。 (2)u≪c时, ,此时有m=m0,也就是说:低速运动的物体,可认为其质量与物体运动状态无关。 (3)微观粒子的速度很高,因此粒子运动的质量明显大于静质量。 根据相对论速度公式,如果u和v都很大,例如u=0.6c,v=0.6c,它们的合速度会不会超过光速?如果u和v更大些呢? 解析:电子被加速后的动能为 Ek=eU=1.6×10-19×106 J=1.6×10-13 J 又Ek=mc2-m0c2 答案:2.69×10-30 kg　0.94c 【例1】 一个电子被电压为106 V的电场加速后,其质量为多少?速率为多少? 解析:将m=2m0代入质量公式 1、一观察者测出电子质量为2m0,其中m0为电子的静止质量,求电子速度为多少 答案:0.866c 谢 谢