高二物理競賽：狹義相對論動力學(xué)課件

1一動量、質(zhì)量與速度的關(guān)系兩個全同粒子的完全非彈性碰撞過程.如圖所示，A、B兩個全同粒子正碰后結(jié)合成為一個復(fù)合粒子.從S和S′兩個慣性系來討論：質(zhì)量守恒動量守恒23代入式3.18得，這就是相對論中的質(zhì)速關(guān)系.動量的表達(dá)式為4當(dāng)物體速率遠(yuǎn)小于光速時，運動質(zhì)量和靜止質(zhì)量基本相等，可以看作與速度大小無關(guān)的常量當(dāng)速率接近光速時，運動質(zhì)量迅速增大，相對論效應(yīng)顯著當(dāng)β＝→1時，m(u)→∞，動量也趨向無窮大

實驗結(jié)論5二質(zhì)量和能量的關(guān)系在相對論中把力定義為動量對時間的變化率p是相對論動量設(shè)靜止質(zhì)量為m0的質(zhì)點，初始靜止，在外力作用下，位移ds，獲得速度u，質(zhì)點動能的增量等于外力所作的功

6將m，du的關(guān)系式代入dEk式，化簡

當(dāng)u＝0時，m＝m0，動能Ek＝0.

7當(dāng)時愛因斯坦稱m0c2為靜能，mc2等于物體的動能和靜能之和，稱為總能量。81、質(zhì)能關(guān)系(1)

E0=m0c2

稱之為靜能(2)E=mc2=E0+Ek謂之總能，即總能與質(zhì)量成正比。物質(zhì)的內(nèi)能，是組成該物質(zhì)的諸微觀粒子：分子、原子、電子、核子…的動能及相互作用能之總和。例如一千克的物體的靜止能量為相當(dāng)于20噸汽油燃燒的能量。93、Ek=mc2-m0c2動能只是總能與靜能之差

2、質(zhì)能關(guān)系的意義：

質(zhì)量與能量都是物質(zhì)的屬性，所以二者統(tǒng)一于一個數(shù)學(xué)式中，即二者存在著確切的當(dāng)量關(guān)系這是毫不奇怪的，這正好說明物質(zhì)與運動是不可分割的。4、質(zhì)量“虧損”：E＝mc2──原子能的利用當(dāng)重核裂變或輕核聚合時，會發(fā)生質(zhì)量“虧損”，“虧損”的質(zhì)量以場物質(zhì)的形式輻射出去了，場物質(zhì)是釋放出去的能量的攜帶者。10解兩個質(zhì)子和兩個中子的質(zhì)量為例4－6

已知質(zhì)子和中子的靜止質(zhì)量分別為

amu為原子質(zhì)量單位，1amu＝1.660×kg，兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個核，實驗測得它的靜止質(zhì)量

＝4.00150amu.計算形成一個氦核放出的能量.形成一個氦核質(zhì)量虧損11若形成1mol氦核(4.002g)時放出的能量為這相當(dāng)于燃燒100噸煤時放出的熱量.能量改變量為這就是形成一個氦核放出的能量.12三動量和能