大学物理学习指导(第5章).pdf

山 理工大学备课紙 年月 0 妙 一 条年參 理解力学的相对性原理和狭义相对论的两个基本假设 掌握洛伦兹变换 理解相对论中同时性的相对性 以及长度收缩和时间膨 胀的概念 了解经典力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者的差 7 理解狭义I 时丄 是 相对运动的惯性系中测得的时间间隔 长度收縮 动尺变短 I 0 VI 1 2 2 1 是 观 察 者 相 对 棒 静 止 时 测 得 的 长 度 7 是 相 对 棒 长 度 方 向 运 动 的 观 察 者 测 得 的 长度 洛伦兹变换 惯性系 第页 山东理工大学备课欽 年月日 坐标变换 其逆变换式为 1 1 V I V 1 1 V 1 I十 一 0 VI 2 2 1 X VI 工 71 2卜 71 洛伦兹变换式表明 时间和空间不是彼此独立的 相对论的时空是互相联系 的 和运动速度不可分割 11 速度变换 系以速度 沿X轴正方向相对3系运动 物体以速度 相对于5 系运动 由 3 系到3系的速度变换为 其逆变换为 1十 1 十 4 1屮 一 V 1 1 一 3 4 6 山 理工大学备课紙 年月日 1 相 对 论 质 量 和 量 物体的质量加是随速度而变化的 二者关系为 7710 171 1 V 1 0 相对论动量为 相对4学的基本方程 十 V 1 1 一 卩 一 一 一 相对论能量 1 二 5 五0 1710 柳 17 2 讯0 11 1710 此式具有普遍的性质 表明质量和能量是彼此不可分割的 即使物体静止时 它本 身也蕴藏着很大的能量 相对论能量与动量的关系 25 动量 1 工 I I I 10 同时性的相对性是什么意思 为什么会有这种相对性 如果光速是无 限大 是否还会有同时性的相对性 申相对性是指在一个惯性系中问时发生的两个事件 在另一个惯性 3 同时的 之所以出现这种情况关键是光速不变 如果光速无限大 则没击同 相对性 前进的火车头和车尾各遭到一次雷击 据车上的观察者测定这两次雷 是同时发生的 试问 据地面上的观察者测定它们是否仍然同时 如果不同时 何 处先遭雷击 1 答在惯性系火车上 车头和车尾遭到的雷击同时 不同地点 在地面观察者 测定不是同时的 车尾先遭雷击 相对论的时空观和经典力学的时空观有何不同 有何联系 答经典力学时空观认为时间和空间的测量与参考系无关 相对论时空观认 为时间和卒间的测量与参考系有关 前者是后者在低谏情况下的沂似 山东理工大学备课紙 7 么 年月日 试扼要叙述经典力学相对性原理和狭义相对论的相对性原理的术 同 印 纟 经典力学的相对性原理是指对于不同的惯性系 力学定律的形式都是一 县 指 物 捆 学 5 誇 1 1 鄉 碰 8 二 山东理工大学备课紙 年月日 设5 5 方体体积为 设立方体边长为0 边长沿运动方向长度收缩 运动质量为 质量密度为 V 力 1 2 2 0 7 1710 其中7 解 由 二 得 2 V 0 866 相对论动能为 了 一 解得 V 0 7860 解 把一个电子从静止开始加速到0 1 需对它做多少功 如果将电子从 到0 99 又需要做