最新大学物理第四章－3PPT课件.ppt

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1、2201cvmm经典力学：经典力学：m=恒量（恒量（m0） 与与v 无关，与参考系无关无关，与参考系无关相对论：相对论：m=m(v) 与参考系有关与参考系有关说明说明:(1) v =0，m=m0 m0：静质量、固有质量静质量、固有质量v 0，mm0 m：动质量、相对论质量动质量、相对论质量mc d2mmLKmcrFE0 d d 2 202cmmcEKvvvdd22cmmvvmvdd22mc201 mm两边微分两边微分相对论的动能表达式相对论的动能表达式(1) 注意相对论动能与经典力学动能的区别和联系注意相对论动能与经典力学动能的区别和联系202cmmcEk2/20vmEkvvvddmmrtpr

2、FAddddd v pd讨论讨论当当 v c 时，有时，有2224222221112118321111xnnnxxcvcvcvcvn！所以所以20202220202220212111vmcmcvcmcmcvcmEk牛顿力学中牛顿力学中的动能公式的动能公式 极极限限速速度度。为为，所所以以，即即时时，当当cWEcvk 202023EEcmmcE)(k 物体的静能物体的静能200cmE 物体的总能量物体的总能量kEcmmcE202 属性是同一事物的两个不同可分割，表示：质量和能量的不由24mcE 202cmmcEK的总和物体的静能是物体内能 mcmcE 22 （放放出出能能量量）质质量量减减少少（

3、吸吸收收能能量量）质质量量增增加加0000 E)(mE)(m 2005cmE 在静能：当物体静止时，仍然存J)(cmE,Kgm1628200010910311 量物体内部蕴藏大量的能是物体总能含量的量度是物体内能含量的量度mm0例如例如1kg 水由水由 0 度加热到度加热到 100 度，所增加的能量为度，所增加的能量为J 1018. 45Ekg 106 . 412m为为的的物物体体的的总总能能量量和和动动量量，速速度度为为静静止止质质量量为为vm02202220211cvvmmvPcvcmmcE 经典力学：经典力学：020221mPvmE 得得：消消v2220224202cPEcPcmE 形象

4、记忆：形象记忆：分分别别为为，其其总总能能量量和和动动量量，注注：对对光光子子：0000 EmcEPPcE ，kE2mcpc20cm20cm例例1 1解解求求两个静质量都为两个静质量都为 m0 的粒子，其中一个静止，另一个以的粒子，其中一个静止，另一个以v 0 = 0.8 c 运动，它们对心碰撞以后粘在一起。运动，它们对心碰撞以后粘在一起。碰撞后合成粒子的静止质量。碰撞后合成粒子的静止质量。取两粒子作为一个系统，碰撞前后动量、能量圴守恒，设碰取两粒子作为一个系统，碰撞前后动量、能量圴守恒，设碰撞后合成粒子的静止质量为撞后合成粒子的静止质量为 M0 ，运动质量为，运动质量为 M ，运动速度，运动

5、速度为为 V ，则，则MVm00v2202Mccmmc0022031. 25 . 0138/1mmcVMM220/1cVMM得得由由0mVM0vm两个速度有什么关系？它的速度又是多少？这应，？如果不考虑相对论效它所获得的速度是多少时中加速。在时刻电场其初速度为零，在均匀的粒子，带电量为有一静止质量为例tEqm02解：解：由相对论基本动力学方程得由相对论基本动力学方程得2201cvvdtdmdtdPqEF即dtmqEcvvd0221两边积分两边积分tvdtmqEcvvd000221得得tmqEcvv0221所以所以222220tEqcmqEctv当不考虑相对论效应时当不考虑相对论效应时dtdva

6、mqEF0tvdtmqEdv000所以得所以得tmqEv000vv2001)cv(v 由考虑相对论效应的结论由考虑相对论效应的结论22022202222201cmtEqcmqEcttEqcmqEctv 例例3 3解解求求某粒子的静止质量为某粒子的静止质量为 m0 ，当其动能等于其静能时，当其动能等于其静能时，其质量和动量各等于多少？其质量和动量各等于多少？202cmmcEk动能：动能：由此得，动量由此得，动量cmcmmp0203)(1vv=vc23=v由质速关系由质速关系201mm20cmEk02mm )()(2cvxttzzyyvtxx 洛仑兹坐标变换式洛仑兹坐标变换式211:cv 令令相对论速度变换相对论速度变换xxxuCvvuu21xyyuCvCvuu2211xzzuCvCvuu2211)()(2cvxttzzyyvtxx 相对论时空观相对论时空观)()()1()(220tcxvttzzyylltvxx洛仑兹坐标变换式洛仑兹坐标变换式2201cvmm2201cvvmvmP相对论动量相对论动量 202cmmcEK相对论的动能相对论的动能相对论的相对论的能量能量kEcmmcE2022220224202cPEcPcmE