毕业论文-样板

1、陇东学院本科生毕业论文(设计论文题目浅析高速转动物体的相对论效应作者 信息姓名 性别 籍贯 出生年月 田程 男 甘肃庄浪 1985.10院系 专业 届别 班级电气工程学院物理学 2012届 08级(2班指导 教师 信息姓名 性别 籍贯 付文羽 男 甘肃宁县 毕业学校 学位 职称 国防科技大学 硕士 教授 二 O 一二年四月九日目 录一、说明二、陇东学院本科生毕业论文(设计工作管理规定1.毕业论文(设计目的和要求2.毕业论文(设计的组织和工作程序3.毕业论文(设计的时间安排4.毕业论文(设计的选题原则和要求5.开题报告6.毕业论文(设计7.毕业论文(设计的评阅8.毕业论文(设计答辩9.毕业论文(

2、设计成绩评定10.毕业论文(设计总结、评优11.其它三、陇东学院本科生毕业论文(设计答辩工作规程1.毕业论文(设计答辩的目的2.毕业论文(设计答辩的组织机构3.工作职责4.毕业论文(设计答辩的程序5.毕业论文(设计答辩成绩评定的等级标准6.其它要求及规定四、陇东学院本科生毕业论文(设计撰写格式陇东学院本科生毕业论文(设计开题报告姓名 田程 系别 电气工程学院专业 物理学 班级08级(2 班学号 2008021219论文(设计题目 浅析高速转动物体的相对论效应题目来源 导师指导选题本课题研究的现状、意义、拟研究的主要问题、重点和难点、研究方法和步骤、预期 效果:在经典力学中,研究宏观物体是从理想

3、化的模型质点和刚体出发,分析讨论了低 速运动物体的运动规律,但实际物体往往是高速运动的,高速运动的物体从在相对论 效应,特别是高速转动物体一般也存在相对论效应,因此,对高速转动物体相对论效 应的研究是很有必要的。本文运用洛伦兹变换和刚体定轴转动的基本理论,研究了定 轴转动物体的相对论效应,得出高速转动物体定轴转动的运动学规律,并对其结论进 行了讨论。论文(设计主要内容(提纲 :本文在学习物理知识及查阅文献的基础上,首先,对洛仑兹变换基本理论及刚体 转动基本理论加以论述;其次,运用洛仑兹变换及刚体转动两大基本理论研究高速转 动物体;最后,得出运动学及动力学规律,并对结果进行讨论。准备情况和进度安

4、排:1、 2011年 11月 7日至 2011年 11月 21日:论文选题阶段2、 2011年 11月 21日至 2011年 12月 5日:论文开题阶段3、 2011年 12月 5日至 2011年 12月 19日:论文写作阶段4、 2012年 3月 5日至 2012年 3月 19日:论文审查与修改阶段5、 2012年 3月 19日至 2012年 4月 9日:论文评阅、答辩阶段指导教师意见:同意开题签 字:2011年 12月 03日 分管主任意见签字:同意导师意见(办公室盖章2011年 12月 03日陇东学院本科生毕业论文(设计任务书姓名 田程 系别 电气工程学院专业 物理学 指导教师 付文羽论

5、文(设计题目 浅析高速转动物体的相对论效应具体要求:在参阅文献资料的基础上,运用所学的专业基本知识,分析高速转动 物体的相对论效应,并对高速转动物体的运动规律进行归纳总结。进度安排:1、 2011年 11月 7日至 2011年 11月 21日:论文选题阶段2、 2011年 11月 21日至 2011年 12月 5日:论文开题阶段3、 2011年 12月 5日至 2011年 12月 19日:论文写作阶段4、 2012年 3月 5日至 2012年 3月 19日:论文审查与修改阶段5、 2012年 3月 19日至 2012年 4月 9日:论文评阅、答辩阶段指导教师签字:2011年 12月 03日教学

6、院系意见:同意导师意见分管教学主任签字:(办公室盖章 2011年 12月 03日陇东学院本科生毕业论文(设计指导记录姓名 田程 系别 电气工程学院专业 物理学 班级(2 班指导教师付文羽论文 (设计 名称 浅析高速转动物体的相对论效应论文开题收集资料分析、调研资料内容不详细论文内容不精练, 论文写作格式不规 范姓名 田程 系别 电气工程学院专业 物理学 班级 08级(2班论文(设计名称 浅析高速转动物体的相对论效应指导教师评语:作者在参阅文献资料的基础上,运用所学的专业基本知识,研究了定 轴转动物体的相对论效应,得出高速转动物体定轴转动的运动学规律,并 对其结论进行了讨论。对参考文献及专业理论

7、有比较深入地理解,论文内 容基本正确,能在导师的指导下基本上完成论文写作。等级:良好指导教师签字:2012年 3月 24日 答辩小组评语:通过分析查阅作者论文以及作者在答辩过程中的表现, 答辩小组认为 作者论文较完整,内容基本正确,概念清楚,论文写作符合规范性要求, 在答辩时能较好地回答问题。等级:良好组长签字:2012年 3月 24日 答辩委员会综合评语:同意答辩小组意见等级:良好答辩委员会主任签字:(办公室盖章 2012年 3月 24日姓名 田程 系别 电气工程学院专业 物理学 班级 08级(2班论文 (设计 题 目 浅析高速转动物体的相对论效应指导教师 付文羽 职 称 教 授答辩小组 成

8、员姓名 付 文 羽 、 张 汉 谋 、 李 继 宏 答辩小组组长张 汉 谋 秘书张建涛 (兼答 辩 情 况 记 录问:本文你都做了哪些工作及有何收获?答:本文运用洛伦兹变换和刚体定轴转动的基本理论, 研究了定轴转动物 体的相对论效应, 得出高速转动物体定轴转动的运动学规律, 并对其结论进行 了讨论。了我对新事物的好奇心理,对我今后工作有很大的帮助。答:狭义相对论有两个基本原理:光速不变原理(就是在任何速度匀速运 动的参考系中, 光速不变和相对性原理(就是在任何惯性系中, 物理定理的形 式是相同的。 这两个原理不同与经典力学的时空观,会产生一些可观测的奇妙的效应,这种效应就叫相对论效应。在相对论

9、效应中高速平动的物体我们已经知道有运动的时间变慢, 运动的 尺缩短, 运动物体质量变大等。 而对于高速转动的物体我们要运用平动的物体 得出的规律来研究转动物体的各个点的运动情况。 因此高速转动与平动物体相 对论效应的规律相同,但研究情况有所不同。答辩 评 语通过分析查阅作者论文以及作者在答辩过程中的表现, 答辩小 组认为作者论文较完整,内容基本正确,概念清楚,论文写作符合 规范性要求,在答辩时能较好地回答问题。答辩成绩评定 良好答辩小组 组长签名 秘书签名答辩时间2012年 3月 24日注:1、此表使用 A4纸篇幅,由答辩小组秘书要求如实填写,交院(系统一保管; 2、 “答辩情况记录”栏,主要

10、记录提问和回答要点。姓名 系别 专业 班级 论文(设计题目指导教师推 荐 意 见 指导教师签字:年 月 日答 辩 委员 会 意 见 主任签字:年 月 日系 部 审核 意 见 系分管主任签字:(系盖章 年 月 日教 务 处 审批 意 见 (教务处盖章 年 月 日浅析高速转动物体的相对论效应田程,付文羽(陇东学院电气工程学院,甘肃 庆阳 745000摘 要 :本文运用洛伦兹变换和刚体定轴转动的基本理论, 研究了定轴转动物体的相对论 效应,得出高速转动物体定轴转动的运动学规律,并对其结论进行了讨论。关键词 :高速转动;相对论;洛伦兹变换;刚体转动Analysis of the high speed

11、rotating object s relativistic effectTIAN Cheng,FU Wen-yu(ElectricalEngineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China Abstract :In the paper, according to Lorenz transform and the basic theory of fixed axis rotation, it researched the relativistic effects of the fixed axis rota

12、tion of objects, and derived rule of the high speed rotating object rotational kinematics, finally discussed the conclusions.Key words :Highspeed rotation; Relativity; Lorenz transform; Rotation of rigid body0引言在经典力学中,研究宏观物体是从理想化的模型质点和刚体出发,分析讨论了低速运动 物体的运动规律。 从质点出发得出低速物体平动的运动规律; 从刚体出发得出低速物体转动的 规律。 然而

13、,实际物体往往是高速运动的,高速运动的物体从在相对论效应,对于平动相对论 效应爱因斯坦已有相对完善的理论, 但对于转动相对论效应虽有研究, 还没有形成相对完善的 理论,因此对高速转动物体相对论效应的研究是很有必要的,其对系统学习力学有很大帮助。本文运用洛伦兹变换和刚体定轴转动的理论,研究作高速匀速直线运动及绕圆心作定轴 转动圆盘的相对论效应, 得出高速运动物体定轴转动的运动学规律, 并对其结果进行分析讨论。1两大基本理论1.1洛伦兹变换如图 1所示, 's 系相对于 s 系以速度 u 沿 x 轴和 x 轴的共同方向运动, 0't t =时,原 点 o o 重合。有了 s s 系

14、,它们相应的坐标轴互相平行,且 x 轴和 x 轴重合,设 s 系沿 x 轴方向以恒定速度 u 相对 s 系运动, 并且在坐标原点 o 与 o 重合时刻, '0t t =, 记某一事件在惯性参考 系 s 、 s 中的时空坐标分别为(x 、 y 、 z 、 t 和(x 、 y 、 z 、 t (1时空坐标关系为' '' '' x y y s s z zu t xt = = -=(系 系, ' '' ' '' 'x y y s s z z u t x t = =+=(系 系 . (1(2速度变换关

15、系为' ' ' ' 111x x xy z v u v v s s v -=- =- =-(系 系, ' ' 111x x y z v u v v s s v +=-=+=+(系 系 . (2时空之间,时空与物质运动之间相互联系,时空测量都与参考系相关。 (1同时性的相对性若两个事件在某一惯性系中为同时异地事件, 则在其他惯性系中必定不是同时发生的, 只(x , y,z (x , y , z z 图 1洛伦兹变换y xyzu x 有在一个惯性系中同时同地发生的事件,在其他惯性系必同时同地发生。(' ' 212121c u t t

16、t t x x -=-. (3 (2时间膨胀对发生事件地点作相对运动的惯性系中测得的时间间隔 (运动时间比相对静止的惯性 系测得的时间间隔 0(固有时间长(0=为固有时间 .(4 (3长度收缩在相对物体运动的惯性系中测得物体的长度 l (运动长度比相对于物体静止的惯性系测 得的长度 0l (固有长度短,即运动着的物体在运动方向上的长度缩短0l l l =为固有长度 .(5 1.2刚体运动角坐标 确定刚体的位置 (t =. (6角速度 描述刚体的快慢程度和方向 dv =. (7角加速度 描述角速度变化的快慢程度和方向 2d d a =.(8线量和角量的关系2s r v r a r a r =.

17、(9匀速定轴转动 0t =+ .(10匀变速定轴转动(200001o att at a +=+-=+2. (1122i i J m r J r dm = 或 .(12刚体转动惯量不仅与刚体的总质量、 刚体质量相对转轴的分布有关, 还与转轴的位置有关。 平行轴定理,若 J c 与 J 的转动轴相距为 d 则2c J J md =+.(13刚体所受的外力对转轴的力矩之和等于刚体对该轴的转动惯量与刚体的角加速度的乘积, 即d M Ja J=, (14式中, M 是对某定轴的和外力矩。在定轴转动的情况下是代数量,其方向可用 ±表示。 J 、 、也均对该定轴而言。212k E J =. (15

18、力矩的功,作用在刚体上的合外力矩所做的功21A Md =.(16刚体绕定轴转动的动能定理,合外力矩做的功等于刚体转动动能的增量21222111Md J J =-. (17刚体的重力势能,决定于刚体重心距势能零点的高度p c E mgh =.(18机械能守恒定律,系统(包括刚体只有保守力做功时,系统的动能(包括转动动能与 势能之和为常数,即当 0e id A A +=时k p E E E =+=常量 .(19刚体的角动量,刚体绕定轴转动时,各质点对轴的角动量总和就是刚体的角动量,即L J =.刚体的角动量定理, 对一固定轴的合外力矩等于刚体对该轴的角动量对时间的变化率, 即(d J dl M d

19、t dt=. (20角动量守恒定律系统(包括刚体对某定轴的角动量对时间的变化率,即当 M =0时J =常量 .(21刚体进动的角速度公式,外力矩为 M 自转角动量为 L,则进动角速度为M =. (222高速转动的物体下面来研究一个参考系相对于令一个参考系不但作高速匀角速转动而且作高速匀速平动 时所产生的相对论效应。 若把动坐标想成一个均匀圆盘, 则其 盘心相对于静止坐标系作以速度 v 的平动且同时圆盘绕自己 的中心作以速度 的匀速旋转运动,物理模型如图 2所示。2.1高速转动相对论效应洛伦兹变换解决了相对作平动的两个参考系之间的坐标 及物理量的变换问题。 有经典力学可知, 平动和转动是物体宏观

20、运动的两种基本运动形式, 因此转动也有类似洛伦兹变换的那样的简单变换关系, M.Carmeli 对两大基本理论 (洛伦兹变换和刚体转动 及上述问题做了深入的研究, 给出这种类似的变换, 采用通俗的表述方法,这种变换可表示如下(' ''' ds r ds dt Z Zdt r dt ds =-=- , (23上式 (23 参阅文献3。 这种变换被称为 “洛伦兹变换” 。 这种变换被称为 “旋转洛仑兹变换。 ” 严格来讲 , 若 s 系的观角速度是 , s 系的观测者测量的角速度不再是 , 应当有个小量的修正 , 但为了讨论简单起忽略这一差别 , 对于非高速自转的天

21、体是适用的。这样 , 借助洛仑兹变换和旋 转洛仑兹变换就简便地讨论本文的问题。设点 P (圆盘上一点 在 s 中的位矢为 r , 速度为 u , 在 s 系中 P 点的速度为 u , 由洛仑兹变换y.y'ox(x'图 2物体的转动和平动可得速度变换公式 (1c ' 11c x yx u v u u +=+(24在 s 系中质点 P 的速度 ' u 可以表示为 :' ' ' ' sin cos x y u r u r =- , =,(25取两参照系的初始时间 '000t t =,利用动参照系和静止参照系中时间间隔的关系应有' ' t t =,(26 所以点 P 在 s系中的速度分量可以表示为' sin sin 11c x y r v u u -+=- =-, (27