中南林业科技大学大学物理练习册答案4

1、大学物理作业四参考答案大学物理作业四参考答案一、选择题一、选择题1. 一刚性直尺固定在一刚性直尺固定在 系中，它与系中，它与 轴正向夹角轴正向夹角 ，在相对在相对 系以速度系以速度 沿沿 轴作匀速直线运动的轴作匀速直线运动的 系中，系中，测得该尺与测得该尺与 轴正向夹角为轴正向夹角为（A） ；(B) ； (C) ； (D)不知道不知道SX45SuXSX 45 45 45答案答案（A）2. 惯性系惯性系 、 沿沿 轴做相对运动，在轴做相对运动，在 系中测得两个同时发系中测得两个同时发生的事件沿运动方向空间距离为生的事件沿运动方向空间距离为 ，在，在 系中测得这两个事件系中测得这两个事件的空间间隔

2、为的空间间隔为 。则在。则在 系中测得这两个事件的时间间隔为系中测得这两个事件的时间间隔为（A） ； （B） ； （C） ； （D）SSXSm1Sm2Sc3c31c3c3答案答案（C）3. 两火箭两火箭A、B沿同一直线相向运动，测得两者相对地球的速度沿同一直线相向运动，测得两者相对地球的速度大小分别是大小分别是 ， 。则两者互测的相对运动速度为。则两者互测的相对运动速度为 (A) ； (B) ； (C) ； (D) cvA9 . 0cvB8 . 0c7 . 1c988. 0c956. 0c975. 0答案答案（B）cucuxx23122cxcutcuttt3)(1122221cccccccvu

3、uvv988. 0)8 . 0(9 . 01)8 . 0(9 . 01224. 宇宙飞船相对于地面以速度宇宙飞船相对于地面以速度 作匀速直线飞行，某一时刻飞船作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一光讯号，经过头部的宇航员向飞船尾部发出一光讯号，经过 （飞船上的钟）（飞船上的钟）的时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知地面上某一观测者的时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知地面上某一观测者测得飞船的长度为测得飞船的长度为 （A） ；（；（B） ； ( C) ；（；（D） vtc tv 22/1cvtc22/1/cvtct答案答案（D）答案答案（C）5. 某种介子静止时的寿命为某

4、种介子静止时的寿命为 ，质量为，质量为 。如它在实验。如它在实验室中的速度为室中的速度为 ，则它的一生中能飞行多远，则它的一生中能飞行多远(以以 为单为单位位)？ (A) ； (B)2； (C) ； (D) 。s810g2510m/s1028m31055/6s105310)102(11882280c56)1053()102(88vL 6.假定在地球上观察到一颗脉冲星（看作发出周期性脉冲无线电假定在地球上观察到一颗脉冲星（看作发出周期性脉冲无线电波的星）的脉冲周期为波的星）的脉冲周期为0.50s，且这颗星正以速度，且这颗星正以速度0.8c离我们而去，离我们而去，那么这颗星的固有脉冲周期应是那么这

5、颗星的固有脉冲周期应是（A）0.10s； （B）0.30s ； （C）0.50s； （D）0.83s 7. 粒子在加速器中被加速到动能为静止能量的粒子在加速器中被加速到动能为静止能量的4倍时，其质量倍时，其质量 与静止质量与静止质量 的关系为：的关系为：（A） ；(B) ；(C) ； (D) m0m04mm 08mm 06mm 05mm 答案答案（B）答案答案（B）s30. 05 . 0)8 . 0(11220cc20202020254cmcmcmcmEmck8. 是粒子的动能，是粒子的动能， 是它的动量，那么粒子的静能是它的动量，那么粒子的静能 等于等于 (A) ； (B) ；(C) ； (

6、D) 。kEp20cmkkEEcp2/ )(222kkEEcp2/ )(22kkEEcp2/ )(222kkEEpc2/)(2答案答案（A）220222022)()(cmEmccmcpk二、填空题二、填空题2. 和和 是坐标轴相互平行的两个惯性系，是坐标轴相互平行的两个惯性系， 相对于相对于 沿沿 轴正方轴正方向匀速运动，一根刚性尺静止在向匀速运动，一根刚性尺静止在 系中，与系中，与 轴成轴成30角，今角，今在在 系中观察得到该尺与系中观察得到该尺与 轴成轴成45角，则角，则 系相对于系相对于 系的速系的速度是度是 。SSSSoxS xo SoxS S1. 系相对系相对 系以速度系以速度0.8

7、 c沿沿 轴正向运动。两参考系的原点轴正向运动。两参考系的原点在在 时重合。一事件在时重合。一事件在 系中发生在系中发生在 ， 。则该事件在。则该事件在 系中发生的空间位置系中发生的空间位置 和和时间时间 。SS0ttxS)0(300zymxst7102xtSm580s1033. 16c36)()(2cxuttt uxx2211cu其中其中30cot145cot22ycuy 3. 一宇宙飞船相对地球以一宇宙飞船相对地球以0.8 c（表示真空中光速）的速度飞行。（表示真空中光速）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为一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船为90m，地

8、，地球上的观察者测得光脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间球上的观察者测得光脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间间隔为间隔为 。4. 牛郎星距离地球约牛郎星距离地球约16光年，宇宙飞船若以光年，宇宙飞船若以 的匀速飞的匀速飞行，将用行，将用4年时间（宇宙飞船上的钟指示的时间）抵达牛郎星。年时间（宇宙飞船上的钟指示的时间）抵达牛郎星。270m270mc17174cvcvvc17174/141622以飞船为以飞船为 系，以地面为系，以地面为 系系S Sm270/)8 . 0(1908 . 022tctccctc法一法一m270)90(8 . 090(35cctuxx法二法二6. （1）在速度）

9、在速度 = 情况下，粒子的动量等于非相对论动情况下，粒子的动量等于非相对论动 量的两倍。量的两倍。 （2）在速度）在速度 = 情况下，粒子的动能等于它的静止能情况下，粒子的动能等于它的静止能量。量。vvc23c23umucum022021202022201cmcmccum)/1 (220cvVm5. 一体积为一体积为V ，质量为，质量为m0的立方体沿某一棱方向相对观察者的立方体沿某一棱方向相对观察者A以以速度速度 运动，则观察者运动，则观察者A测得密度为测得密度为 。v2201cvmm221cvVV7. 某一宇宙射线中某一宇宙射线中 介子的动能介子的动能Ek=7m0c2，m0为为 介子的静止质

10、量，介子的静止质量，则实验室中观察到它的寿命是它的固有寿命的则实验室中观察到它的寿命是它的固有寿命的 倍。倍。 8.静止质量为静止质量为 ，运动速度为，运动速度为 的粒子，其动能为的粒子，其动能为 。0mc1 . 02000504. 0cm202022020200504. 0)1 . 0(1cmcmcccmcmmcEk202cmEmcEk22022)()(cmpcE9. 已知某一频率的光子的能量为已知某一频率的光子的能量为 ，则其动能为，则其动能为 ，质量，质量为为 ，动量为，动量为 。EE2/cEcE/8 8882020202cmcmEcmmcEk008三、计算题：三、计算题： 解:、静止长

11、度为l0的车厢，以速度v相对于地面系运行，车厢后壁以速度u0向前推出一个小球，求地面观察者看到小球从后壁到前壁的运动时间。 车厢内的观察者看到小球从后壁到前壁的运动时间为固有时间：000ul201cvll地面观察者测得车厢的长度为：地面观察者看到小球从后壁运动到前壁的这段时间内，车厢前壁向前移动的距离为：vts 201cvlvtlss地面观察者看到小球从后壁运动到前壁的运动距离为：地面观察者看到小球从后壁运动到前壁的速度为：2001cvuvuu于是有：2020011cvlvttcvuvu解之得：0202011u vlctuvc解2:车厢内的观察者看到小球从后壁到前壁的运动时间为固有时间：000

12、ul2220222(1)(1)111vv xvutxtlcctctuvvvccc由洛仑兹变换：2.2.两根相互平行的米尺，各以两根相互平行的米尺，各以 的速率相向运动，运动的速率相向运动，运动方向平行于尺子。求任一尺子上的观察者测量另一尺子的长度。方向平行于尺子。求任一尺子上的观察者测量另一尺子的长度。cv53cccccccvuuvvV1715535315353122解：任一尺子上的观察者测得另一尺子的运动速度为：解：任一尺子上的观察者测得另一尺子的运动速度为：根据长度缩短效应，任一尺子上的观察者测得另一尺子的长度为：根据长度缩短效应，任一尺子上的观察者测得另一尺子的长度为：m178)1715

13、(1112222cccVL3. 3. 子的固有寿命约为子的固有寿命约为 。今在离地面。今在离地面 的高的高空，由空，由 介子衰变而产生一个速度为介子衰变而产生一个速度为 的的 子。求子。求地面参考系中测得地面参考系中测得 子一生的行程，判断子一生的行程，判断 子是否可能到达子是否可能到达地面。地面。s10260m1083cv998. 0s106 .31)(1620cv解：地面参考系中测得解：地面参考系中测得 子的寿命为：子的寿命为：m108m1047. 933vL地面参考系中测得地面参考系中测得 子一生的飞行距离的为：子一生的飞行距离的为：故可以到达地面故可以到达地面4.已知两质点已知两质点A、B静止质量均为静止质量均为 ，若质点，若质点A静止，质点静止，质点B以以 的动能向的动能向A运动，碰撞后合成一粒子。若无能量释放，求合成粒子运动，碰撞后合成一粒子。若无能量释放，求合成粒子的静止质量和速度。的静止质量和速度。0m206cm解：设复合粒子的运动质量、静止质量、速度分别为解：设复合粒子的运动质量、静止质量、速度分别为vMM、02202020)6(Mccmcmcm由能量守恒得：由能量守恒得：对于质点对于质点B：2202220)()()7 (cmcpcmB由动量守恒得：由动量守恒得：MvpB008mM