大学物理作业4.1 16页

大学物理作业四参考答案一、选择题1.一刚性直尺固定在系中，它与轴正向夹角，在相对系以速度沿轴作匀速直线运动的系中，测得该尺与轴正向夹角为（A）；(B)；(C)；(D)不知道答案（A）\n2.惯性系、沿轴做相对运动，在系中测得两个同时发生的事件沿运动方向空间距离为，在系中测得这两个事件的空间间隔为。则在系中测得这两个事件的时间间隔为（A）；（B）；（C）；（D）答案（C）3.两火箭A、B沿同一直线相向运动，测得两者相对地球的速度大小分别是，。则两者互测的相对运动速度为(A)；(B)；(C)；(D)答案（B）\n4.宇宙飞船相对于地面以速度作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一光讯号，经过（飞船上的钟）的时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知地面上某一观测者测得飞船的长度为（A）；（B）；(C)；（D）答案（D）答案（C）5.某种介子静止时的寿命为，质量为。如它在实验室中的速度为，则它的一生中能飞行多远(以为单位)？(A)；(B)2；(C)；(D)。\n6.假定在地球上观察到一颗脉冲星（看作发出周期性脉冲无线电波的星）的脉冲周期为0.50s，且这颗星正以速度0.8c离我们而去，那么这颗星的固有脉冲周期应是（A）0.10s；（B）0.30s；（C）0.50s；（D）0.83s粒子在加速器中被加速到动能为静止能量的4倍时，其质量与静止质量的关系为：（A）；(B)；(C)；(D)答案（B）答案（B）\n是粒子的动能，是它的动量，那么粒子的静能等于；(B)；(C)；(D)。答案（A）9.某核电站年发电量为100亿度.如果这些能量是由核材料的全部静止能转化产生的,则需要消耗的核材料的质量为(A)0.4kg；(B)0.8kg；(C)12×107kg；(D)8.3×105kg.答案（A）\n二、填空题2.和是坐标轴相互平行的两个惯性系，相对于沿轴正方向匀速运动，一根刚性尺静止在系中，与轴成30°角，今在系中观察得到该尺与轴成45°角，则系相对于系的速度是。1.系相对系以速度0.8 c沿轴正向运动。两参考系的原点在时重合。一事件在系中发生在，。则该事件在系中发生的空间位置和时间。其中\n3.一宇宙飞船相对地球以0.8 c（表示真空中光速）的速度飞行。一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船为90m，地球上的观察者测得光脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间间隔为。4.牛郎星距离地球约16光年，宇宙飞船若以的匀速飞行，将用4年时间（宇宙飞船上的钟指示的时间）抵达牛郎星。270m以飞船为系，以地面为系法一法二\n6.（1）在速度=情况下，粒子的动量等于非相对论动量的两倍。（2）在速度=情况下，粒子的动能等于它的静止能量。5.一体积为V，质量为m0的立方体沿某一棱方向相对观察者A以速度运动，则观察者A测得密度为。\n7.某一宇宙射线中介子的动能Ek=7m0c2，m0为介子的静止质量，则实验室中观察到它的寿命是它的固有寿命的倍。8.静止质量为，运动速度为的粒子，其动能为。9.已知某一频率的光子的能量为，则其动能为，质量为，动量为。8\n三、计算题：解:１、静止长度为l0的车厢，以速度v相对于地面Ｋ系运行，车厢后壁以速度u0向前推出一个小球，求地面观察者看到小球从后壁到前壁的运动时间。车厢内的观察者看到小球从后壁到前壁的运动时间为固有时间：地面观察者测得车厢的长度为：地面观察者看到小球从后壁运动到前壁的这段时间内，车厢前壁向前移动的距离为：\n地面观察者看到小球从后壁运动到前壁的运动距离为：地面观察者看到小球从后壁运动到前壁的速度为：于是有：解之得：\n解2:车厢内的观察者看到小球从后壁到前壁的运动时间为固有时间：由洛仑兹变换：\n2.两根相互平行的米尺，各以的速率相向运动，运动方向平行于尺子。求任一尺子上的观察者测量另一尺子的长度。解：任一尺子上的观察者测得另一尺子的运动速度为：根据长度缩短效应，任一尺子上的观察者测得另一尺子的长度为：\n3.子的固有寿命约为。今在离地面的高空，由介子衰变而产生一个速度为的子。求地面参考系中测得子一生的行程，判断子是否可能到达地面。解：地面参考系中测得子的寿命为：地面参考系中测得子一生的飞行距离的为：故可以到达地面\n4.已知两质点A、B静止质量均为，若质点A静止，质点B以的动能向A运动，碰撞后合成一粒子。若无能量释放，求合成粒子的静止质量和速度。解：设复合粒子的运动质量、静止质量、速度分别为由能量守恒得：对于质点B：由动量守恒得：由：\n5.把电子从的速度加速到，所需要的能量是多少？这时电子的质量增加了多少？解：所需的能量为：增加的质量为：