2021-2022学年高二物理竞赛课件：相对论习题.pptx

相对论习题课件(A)一切运动物体相对于观察者的速度都不能一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空的光速大于真空的光速.答案答案:(A)()(B)()(D)(D)惯性系中的观察者观察一个对它作匀速惯性系中的观察者观察一个对它作匀速相对运动的时钟时，会看到该钟走慢了相对运动的时钟时，会看到该钟走慢了.(C)在一切惯性系中发生于同一时刻、不同地在一切惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，在其它惯性系中也同时发生点的两个事件，在其它惯性系中也同时发生.(B)质量、长度、时间的测量结果都随物体与质量、长度、时间的测量结果都随物体与 观察者的相对运动状态而改变观察者的相对运动状态而改变.1 下列说法哪种下列说法哪种(些些)正确正确:一、选择题一、选择题2.宇宙飞船相对地球以宇宙飞船相对地球以0.8c飞行，一光脉冲从船尾传到飞行，一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船长船头，飞船上的观察者测得飞船长90 m，地球上的观，地球上的观察者测得光脉冲从船尾传到船头两事件的空间间隔是：察者测得光脉冲从船尾传到船头两事件的空间间隔是：(A)90 m (B)54 m (C)270 m (D)150 m解一解一解一解一：设飞船系为设飞船系为S 系，地球系为系，地球系为S系，由尺缩效系，由尺缩效应应解二解二解二解二：飞船系中飞船系中地球系中地球系中解三解三解三解三：设飞船系为设飞船系为S系系，地球系为，地球系为S 系系，S 相对相对S以以-0.8c运动，地球系中运动，地球系中哪种解法对？哪种解法对？解一：解一：;解二：解二：;解三：解三：;为什么？为什么？为什么？为什么？光脉冲从船尾传到船头为因果关联事件，在地球系光脉冲从船尾传到船头为因果关联事件，在地球系中时序不变：中时序不变：3.系系与系是坐标轴相互平行的两个惯性系与系是坐标轴相互平行的两个惯性系,系相对系相对系沿系沿轴正方向匀速运动。一根刚轴正方向匀速运动。一根刚性尺静止在性尺静止在系中，与系中，与轴成轴成角。今在角。今在系中观察得该尺与系中观察得该尺与轴成轴成角，则角，则系相系相对对系的速度是（系的速度是（）(A)(B)(C)(D)C4.一个电子运动速度一个电子运动速度，它的动能是：，它的动能是：（电子的静止能量为（电子的静止能量为0.511Mev）()（A）3.5Mev（B）4.0Mev（C）3.1Mev（D）2.5MevD二、填空题二、填空题1狭义相对论的两条基本原理是狭义相对论的两条基本原理是（1）_；（2）_。狭义相对论时空观认为：时空与狭义相对论时空观认为：时空与_是不可分割的；对不同的是不可分割的；对不同的惯性系而言，长度与时间的测量是惯性系而言，长度与时间的测量是_的，在运动方向上将出现长度的，在运动方向上将出现长度_和时间和时间_。1物理定律对所有惯性系都是一样的，即所有惯性系对一切物理定律等价；在所有惯性系中，真空中的光速相同，且与光源运动无关；运动 相对 缩短 延缓2.介子是不稳定的粒子，在它自己的介子是不稳定的粒子，在它自己的参照系中测得平均寿命是参照系中测得平均寿命是，如果它相对实验室以如果它相对实验室以的速度运动，的速度运动，那么实验室坐标系中测得的那么实验室坐标系中测得的介子的介子的寿命是寿命是_s。3.在实验室中，有一个以速度在实验室中，有一个以速度0.5c飞行飞行的原子核，此核沿着它的运动方向以的原子核，此核沿着它的运动方向以相对于核为相对于核为0.8c的速度射出一电子，的速度射出一电子，同时还向反方向发射一光子，实验室同时还向反方向发射一光子，实验室中的观察者测得电子的速度为中的观察者测得电子的速度为_，光子的速度为，光子的速度为_。4.（1）在速度）在速度_情况情况下粒子的动量等于非相对论动量的两下粒子的动量等于非相对论动量的两倍。倍。（2）在速度）在速度_情况情况下粒子的动能等于它的静止能量。下粒子的动能等于它的静止能量。1、在在S 系中，一质点从原点系中，一质点从原点O 出发，出发，以以u=c/4做匀速直线运动，其轨迹与做匀速直线运动，其轨迹与x 轴成轴成=600。若。若S 系相对于系相对于S系的运动速度为系的运动速度为v=0.8c，试确定在，试确定在S系中质点的运动。系中质点的运动。三、计算题三、计算题洛仑兹变换洛仑兹变换Ex14-13Ex14-13一飞船和一颗彗星分别相对地面以一飞船和一颗彗星分别相对地面以0.60.6c c和和0.80.8c c 的速率相向而行。在地面观测，再有的速率相向而行。在地面观测，再有5 5秒钟二者要相撞。秒钟二者要相撞。问（问（1）飞船上看彗星的速度为多少？（）飞船上看彗星的速度为多少？（2）从飞船上的）从飞船上的钟看经多少时间二者相撞钟看经多少时间二者相撞?解解：（：（1 1）地球为地球为S S系，飞船为系，飞船为S S 系系，则，则（2 2）在）在S S系看，系看，碰撞事件碰撞事件发生的时空位置为发生的时空位置为那么，在那么，在S S 系看，系看，碰撞事件碰撞事件发生的时间为发生的时间为NoteNote：在在S 系中，系中，飞船在原点作为飞船在原点作为出发事件出发事件，与，与碰撞碰撞事件事件一样，发生在同一地点，其时间则为原时，从而由一样，发生在同一地点，其时间则为原时，从而由时间膨胀公式，可得时间膨胀公式，可得