2021-2022学年高二物理竞赛课件：狭义相对论力学(共14张PPT).pptx

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1、狭义相对论力学狭义相对论力学1）相对论动量相对论动量当当 时时动量与速度的关系动量与速度的关系2）相对论质量相对论质量 在不同惯性系中大小不同在不同惯性系中大小不同.C按照狭义相对论原理和洛伦兹变换的要求按照狭义相对论原理和洛伦兹变换的要求静质量静质量 ：物体相对于惯性系静止时的质量：物体相对于惯性系静止时的质量.当当 时时狭义相对论力学的基本方程狭义相对论力学的基本方程1)当当 时时,说明：说明：光速光速C 为物体为物体的极限速度的极限速度2)当当 时，时，相对论动量守恒定律相对论动量守恒定律常矢量常矢量若若 ，则相对论动量守恒，则相对论动量守恒 经典动量守恒经典动量守恒.当当时时常矢量常矢

2、量质量与能量的关系质量与能量的关系 相对论相对论质能关系质能关系 静静能能 ：物体：物体静止静止时所具有的时所具有的能量能量.质能关系质能关系预言预言：物质的质量就是能量的一种储藏：物质的质量就是能量的一种储藏.爱因斯坦认为（爱因斯坦认为（1905）懒惰性懒惰性 惯性惯性(inertia)活泼性活泼性 能量能量(energy)物体的懒惰性就物体的懒惰性就是物体活泼性的度量是物体活泼性的度量.相对论能量和质量守恒是一个相对论能量和质量守恒是一个统一统一的物理规律的物理规律.总能量总能量动能量动能量静能量静能量一些微观粒子和轻核的静能量一些微观粒子和轻核的静能量 粒子粒子 符号符号 静能量静能量

3、MeV光子光子电子（或正电子）电子（或正电子）质子质子中子中子氘氘氚氚氦（氦（粒子）粒子）0 0.510 938.280 939.5731 875.6282 808.9443 727.409 e（或（或+e）pn物理意义物理意义 惯性质量的增加和能量的增加相联系，质量的惯性质量的增加和能量的增加相联系，质量的大小应标志着能量的大小，这是相对论的又一极其大小应标志着能量的大小，这是相对论的又一极其重要的推论重要的推论.相对论的质能关系为开创原子能时代提供了理相对论的质能关系为开创原子能时代提供了理论基础论基础,这是一个具有划时代意义的理论公式这是一个具有划时代意义的理论公式.例：例：现有现有 1

4、00 座楼，每楼座楼，每楼 200 套房，每套房用电功率套房，每套房用电功率 10000 W，总功率总功率 ，每天用电，每天用电 10 小时小时，年耗电量年耗电量 ，可用约，可用约 33 年年。质能关系质能关系预言预言：物质的质量就是能量的一种储藏：物质的质量就是能量的一种储藏.1千克汽油的燃烧值为千克汽油的燃烧值为 焦耳焦耳.质量增加质量增加 例例：1kg 水由水由 0 加热到加热到 100 时所增加的能量为时所增加的能量为动量与能量的关系动量与能量的关系极端相对论近似极端相对论近似光子光子光的波粒二象性光的波粒二象性普朗克常量普朗克常量 例例1 设一质子以速度设一质子以速度 运动运动.求其总求其总能量、动能和动量能量、动能和动量.解解 质子的静能质子的静能也可如此计算也可如此计算 例例2.在一种热核反应中，各种粒子的静质量如下：在一种热核反应中，各种粒子的静质量如下：求求反应释放的能量反应释放的能量.氘核氘核氚核氚核氦核氦核中子中子反应质量亏损反应质量亏损释放释放能量能量1 kg 核燃料释放能量核燃料释放能量一一.洛仑兹坐标变换洛仑兹坐标变换小小 结结正变换正变换逆变换逆变换或或二二.狭义相对论动力学的基础狭义相对论动力学的基础 质量与速度的关系质量与速度的关系 动力学的基本方程动力学的基本方程 质量与能量的关系质量与能量的关系 动量与能量的关系动量与能量的关系