最好的大学物理课件_相对论质量和动量运动方程

1、大学物理大学物理 一、相对论质量和动量一、相对论质量和动量 静止粒子质量静止粒子质量 m0 运动粒子质量运动粒子质量 m 2201cvmm m 相对论性质量相对论性质量vmPv 为粒子相对某一参照系的速率。为粒子相对某一参照系的速率。大学物理大学物理 质质- -速关系图：速关系图：12340.20.41.000.60.80mmc 物体的质量与其运动状态物体的质量与其运动状态有关有关, m(v)是物体的运动质量，是物体的运动质量，m0 是物体的静止质量；是物体的静止质量； 光速是物体运动的极限速度。光速是物体运动的极限速度。 vc 时，时，m = m0 ，与速度无，与速度无关关牛顿力学。牛顿力学

2、。大学物理大学物理 在相对论力学中仍用动量变化率定义质点受到的作用力，即：在相对论力学中仍用动量变化率定义质点受到的作用力，即：)(vmdtddtPdF 狭义相对论的动力学基本方程狭义相对论的动力学基本方程相当于经典力学相当于经典力学的牛顿第二定律的牛顿第二定律vcvmvmP2201 二、相对论力学的运动方程二、相对论力学的运动方程2/12202/32220)/1(dd)/1(ddcvtvmcvctvvvm 大学物理大学物理 2 2、动能定理仍然成立：、动能定理仍然成立：作用于质作用于质点的合外力的功等于质点动能的增加。点的合外力的功等于质点动能的增加。1 1、力的功、力的功 LLrdFA L

3、KKrdFEE03 3、相对论动能、相对论动能12KKEEA 设质点静止时的动能为零设质点静止时的动能为零三、探究三、探究 相对论动能相对论动能大学物理大学物理 相对论动能相对论动能A = E krFAdrtvmdddvmvdvmvdvmvmvdd22 22 20 01 1cvmm 222220cmvcm 0d2d2d2222 vvmmmvmmcmvcvvmdd22mvcd22mc d2mc d2从物体静止开始从物体静止开始kEmmmc0d2202cmmc 0EEEk vvmmvdd2大学物理大学物理 202cmmc 相对论动能：相对论动能：202cmmcEK LKKrdFEE0相对论动能相对

4、论动能设质点静止时的动能为零。设质点静止时的动能为零。 mmdmc02【问题问题】 牛顿力学的动能公式牛顿力学的动能公式 的适用条件是什么的适用条件是什么?1222220022220002111122kEm cvcm cvm cm cm vc在在v 碰撞过程中损失的能量转换成碰撞过程中损失的能量转换成复合粒子的静质量复合粒子的静质量静能增静能增加加【解解】 设复合粒子质量为设复合粒子质量为M 速度为速度为由动量守恒和能量守恒（或质量守恒）有由动量守恒和能量守恒（或质量守恒）有V大学物理大学物理 质子和中子，由于吸引相互结合在一起成为一个原子核的过程中都有能量放质子和中子，由于吸引相互结合在一起

5、成为一个原子核的过程中都有能量放出出结合能。结合能。大学物理大学物理 结合能的计算直接利用质能关系结合能的计算直接利用质能关系2cmE 可得可得22p2n)(D cmcmcmE Dpn MeV224. 2 轻核聚合成较重的核释放出能量的过程称为轻核聚变。轻核聚合成较重的核释放出能量的过程称为轻核聚变。大学物理大学物理 对氢原子核聚变反应的研究，可以追溯到对氢原子核聚变反应的研究，可以追溯到20世纪世纪30年代对太阳的研究。年代对太阳的研究。1938年物理学家证明，太阳里进行的氢核聚变成氮核的反应，使它还能光年物理学家证明，太阳里进行的氢核聚变成氮核的反应，使它还能光芒万丈地燃烧几十亿年。芒万丈

6、地燃烧几十亿年。 MeV69.24Q22eHep442 聚变反应引起的太阳质量减小率只是聚变反应引起的太阳质量减小率只是310-19kg/s，是很小的量。目前太阳，是很小的量。目前太阳正处于中年，估计还有寿命正处于中年，估计还有寿命50亿年。亿年。大学物理大学物理 质量较大的原子核在中子的袭击下分裂成质量较大的原子核在中子的袭击下分裂成2 2个新原子个新原子核，并释放出能量的过程。核，并释放出能量的过程。 裂变产生的新原子核质量不对称，一部分质量是裂变产生的新原子核质量不对称，一部分质量是90-90-100100，一部分是，一部分是134-144134-144 一次裂变约有一次裂变约有180M

7、eV可资利用的核能。可资利用的核能。大学物理大学物理 大学物理大学物理 大学物理大学物理 大学物理大学物理 大学物理大学物理 死亡死亡7.17.1万万人，伤人，伤6.86.8万万人，破坏建筑物人，破坏建筑物5 5万万余所。余所。 1945 1945年年8 8月月6 6日，美国向日本广岛投下原子弹。日，美国向日本广岛投下原子弹。 弹重弹重40824082公斤，长公斤，长3.053.05米，弹径米，弹径0.7110.711米，装料米，装料6060公斤公斤铀铀235235。 当中只有当中只有1 1公斤公斤在爆炸中进行了核裂变，释放的能力约等于一在爆炸中进行了核裂变，释放的能力约等于一万三千公吨的万三千公吨的TNTTN