初中物理其运动质量和速度的关系为{范例13.4} 相对论质量与速度的关系
【初中物理】初中物理运动速度章节辅导笔记
【初中物理】初中物理运动速度章节辅导笔记
【—运动速度】运动速度知识:在物理学中,用速度这个物理量表示物体相对参照物体(一般是以地球或地面为参照物)移动快慢的体现。
运动速度
物理意义:
质点对运动的参考系的运动速度称为相对速度;而运动参考系对地的运动速度称为牵连速度。
绝对速度=牵连速度+相对速度( 因速度为失量,以上运算应用矢量合成法。
即三角形法则,或者平行四边形法则。
但是以上运算有适用范围,只有宏观低速状态下才能使用此法则)在天体物理学中,经典的物理的运动公式不成立。
2、定义:
速度等于运动物体在单位时间内通过的位移。
3、公式:
v=v。
+at(匀变速运动)
v=v。
+∫a·dt(变加速直线运动)
v=s/t(平均速度)
v=P/F(与机车启动问题有关)
v=(s-1/2gt^2 )/t(仅匀变速直线运动可用)
v=g·t(自由落体运动)
v-v。
=2a·s
v=w·r(圆周运动,w表示瞬时角速度)
4、单位:
国际制单位m/s或m·s-1
交通运输中常用单位:km/h或km·h-1
换算关系:1m/s=3.6km/h 1km/h=1/3.6m/s≈0.28m/s,运动根据速度分类可以分为平均速度,瞬时速度等等。
按运动方向分,可分为直线运动和曲线运动。
知识总结:物理学中一般将质点对地或对地面上静止物体的运动速度称为绝对速度。
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
相对论的速度变换公式 质能关系
= 1.125×108 m/s
二、对相对论质量和质能方程的理解
1、相对论质量:物体的质量会随物体的速度的增大而增大,物体
以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系
m m0
(1)v≪c时,(
v c
1
v c
2
m为运动质量>m0为静止质量
)2=0此时有m=m0,也就是说:低速运动的物体
,可认为其质量与物体的运动状态无关.
☆如果车上人运动方向与火车运动方向相反,则u取负值。
一、对相对论的速度变换公式的理解
1.当物体运动方向与参考系相对地面的运动方向相反 时,公式中的u′取负值.
2.若物体运动方向与参考系运动方向不共线,此式不 可用.
3.由公式可知:u一定比u′+v小,但当u′和v都比c小 得多时,可认为u=u′+v,这就是低速下的近似,即经 典力学中的速度叠加.
(3)物体的能量变化ΔE与质量变化Δm的对应关系为:ΔE=Δmc2.
二、对相对论质量和质能方程的理解
例3、太阳由于向四面空间辐射能量,每秒损失了质量 4×109kg 。求太阳的辐射功率。
解:设太阳的辐射功率为P:
Pmc2 mc2 t 1
代入数据:P=4109(3108)2 =3.61026J/s =3.61026W
B
K系
中 国 航 天
中 国 航 天
A ux
。可知K′系相对K系是速度为
v = 2.0×108 m/s
飞船A 在K系中的速度为
ux = 2.5×108 m/s
飞船A 在K’系中的速度为
ux´=
u 1
x
v c
v ux
2
= 1
2.5×108 2.0×108
知识点8:相对论质量和动量
知识点8:相对论质量和动量8-3-1 相对论质量和动量v/c 另一方面,v>c时,将出现虚质量,这是无意义的.这说明,物体的运动速度不可能超过光速,光速是一切物体速率的上限.动量定义为220/1cm m v −=≡v v p 事实上,当v /c <<1时,220/1cm m −=v vv 220/1cm m −=≡v p 这是一个3维矢量.相对论质量速度关系的推导如右图所示,设A 、B 两粒子的质量相等,在S 系中以相同的速率相向运动发生碰撞,碰后合成为一个粒子。
ABS 系速度vv − 动量mvmv− 系统总动量i p mv mv =−= 碰前碰后速度0动量f p =p p = 一、在洛伦兹变换下,动量守恒定律不再是协变的(m 常量时)S’系:以速度运动的参考系,为惯性系。
u v vi ==AB速度动量0系统总动量碰前碰后速度动量2221/v i v c−+2221/mv i v c−+ 2221/i mv p i v c=−+vi− 2mvi− 2f p mvi=−显然,动量不守恒i fp p ≠动量定律不再具有协变性。
我们能接受这样的结果吗?如果不能接受,问题出在哪里?爱因斯坦:动量守恒定律的协变性必须成立,洛伦兹变换也必须坚持,只有修改质量的定义,让质量的大小随速度而变。
AB速度动量0系统总动量碰前碰后速度动量2221/v i v c−+222'1/m vi v c−+ 222'1/i m v p i v c=−+vi− ()0'm m vi −+()0'f p m m vi=−+动量守恒()0222''1/m v i m m vi v c−=−++质量()00m m =()'m v m =质量0'm m +物理学是实验科学,理论的正确性必须经过实验的检验。
二、在洛伦兹变换下,要求动量守恒定律是协变的,导出质量m 是速率的函数小结:质量与速度的关系是:来源:在洛伦兹变换下,要求动量守恒定律是协变的。
相对论运动定律
相对论运动定律
相对论运动定律是指描述物体或系统的相对运动状态的定律。
它是狭义相对论的基础,也是描述高速物体运动的基础。
相对论运动定律包括四个基本定律,分别是惯性定律、质量和能量关系定律、动量定律和角动量定律。
相对论运动定律是通过对物体的加速度和力的描述得出的。
加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,它等于物体质量和加速度的乘积。
力是描述物体受到的外力作用的物理量,它等于物体质量和力的乘积。
相对论运动定律可以用来描述物体的运动状态,包括速度、位置、动量和角动量等。
相对论运动定律指出,物体的速度越快,质量越大,它的加速度就越大;物体的质量越大,它的动量就越大;物体的动量越大,它的角动量就越大。
相对论运动定律的重要性在于它们可以描述物体的相对运动状态,这是狭义相对论的核心内容之一。
相对论运动定律的四个基本定律构成了一个完整的理论体系,为我们深入研究物体的相对运动状态提供了重要的理论基础。
相对论对质量和速度的关系
相对论对质量和速度的关系相对论是一门革命性的物理理论,由爱因斯坦在20世纪初提出。
它颠覆了牛顿力学的概念,在质量和速度的关系上提供了新的视角。
相对论告诉我们,质量和速度之间存在着复杂而有趣的关系。
首先,相对论告诉我们质量是相对的。
在相对论中,质量不再是一个固定不变的属性,而是取决于物体的速度。
根据相对论的质量-速度关系,质量随着速度的增加而增加。
当物体接近光速时,其质量趋于无穷大。
这就是著名的质量增加效应,也被称为爱因斯坦质量能量方程的一部分。
对于一般低速物体来说,质量增加效应可以忽略不计,牛顿力学中的质量仍然适用。
然而,当物体的速度接近光速时,相对论效应变得明显。
相对论告诉我们,这些物体的质量增加,意味着需要更多的能量来加速它们或改变它们的运动状态。
这解释了为什么在接近光速时,物体需要消耗非常大的能量。
其次,相对论改变了速度的概念。
在牛顿力学中,速度被定义为位移与时间的比率。
然而,在相对论中,速度的定义变得复杂起来。
相对论告诉我们,速度不仅取决于空间的变化,还取决于时间的变化。
这导致了一个奇特的现象,即相对论中的速度是有界的,其上限为光速。
根据相对论,当物体以光速运动时,其速度达到极限值,同时时间也变得相对于运动物体而言减缓。
这就是著名的时间膨胀效应,也是相对论的核心之一。
基于时间膨胀效应,物体的质量随着速度的增加而增加,而且电磁波(光)在真空中的速度是唯一固定的,即光速。
最后,相对论对质量和速度的关系还表现出一种有趣的规律,即质能关系。
根据爱因斯坦的质量能量方程E=mc²,质量和能量之间存在着等价关系。
这意味着质量和能量可以相互转化。
当物体运动时,其质量增加,同时也会增加其能量。
相对论告诉我们,质量的增加实际上是一种储存能量的体现。
这使得能量不再仅仅通过其他形式的运动来表现,而是与物体的质量紧密相关。
总之,相对论对质量和速度的关系提供了一种新的视角。
它告诉我们质量是相对的,随着速度的增加而增加。
物体速度越大质量越大公式
物体速度越大质量越大公式
物体的速度和质量一直是宇宙间的两个最重要的物理性质,非常有助于我们了解物体及其结构。
物体的速度取决于它的质量,质量可以简单来描述为物体的重量。
有一个物体速度越大质量越大的公式,它解释了物体的质量和速度之间的关系,这对科学家来说是非常有用的。
这个公式表明,物体质量越大,物体的速度就越大,例如,一辆汽车的质量比一辆手动车质量大得多,因此,一辆汽车的速度也比一辆手动车的速度快得多。
这个公式的另一个方面是,每次增加物体质量,物体的速度速度会增加,这在大型车辆中很明显,大型车辆质量很重,因此速度也比小型汽车快得多。
当然,这个公式并不适用于所有物体,一些非常轻的物体可能受到一些其他因素的影响,如空气阻力等。
但是,这个公式可以大体表明物体的质量与其速度之间的关系。
从宏观上看,物体的质量和速度之间的关系非常困难,所以物体速度越大质量越大的公式尤为重要,它不仅可以帮助我们更好地理解宇宙,还有助于我们开发新技术,打造安全可靠的未来。
初三物理运动的快慢知识点总结
初三物理运动的快慢知识点总结
物理的学习需要的不仅是大量的做题,更重要的是物理知识点的累积。
下面是一篇初三物理运动的快慢知识点总结,欢迎大家阅读!
【一】比较物体运动快慢的方法
以百米赛跑为例
1.相同的时间,比较路程(观众的角度)
2.相同的路程,比较时间(裁判的角度)
【二】速度
1.物理意义:表示物体运动快慢的物理量
2.定义:物体单位时间内通过的路程
3.公式:(注意公式可以变形,可以求路程和时间)
4.单位 1m/s=3.6km/h(记忆窍门:单位变大就乘以3.6,单位变小就除以3.6)
5.列车的速度是40m/s的意义:列车每秒通过的路程为40m 【三】匀速直线运动
1.需要掌握课本17页频闪摄影的相关题型(甲乙两物体运动的时间)
2.匀速直线运动:物体沿着直线快慢不变的运动
3.用平均速度来粗略的反映变速运动
用瞬时速度来精确的反映变速运动
平均速度=总路程/总时间(总时间包括停下来等待的时间)
【四】计算题需要注意的问题
1.要有必要的文字说明
2.必须要有单位
3.代数要有单位,并且单位要统一
4.结果除不尽要用小数表示,不能用分数
由小编为大家带来的初三物理运动的快慢知识点总结就到这里了,希望大家都能学好物理这门课程!。
相对论中质量与速度的关系
相对论中质量与速度的关系《相对论中质量与速度的关系》
嘿呀,说起相对论中质量与速度的关系,这可真是个神奇的玩意儿!让我想起有一次我坐火车的经历。
那次我坐火车去旅行,看着火车不断加速,我就开始琢磨起这个质量与速度的关系来啦。
我就想啊,这火车跑得越来越快,那它的质量是不是也在变化呢?就好像我们人跑步一样,跑得越快感觉自己好像越重似的。
我盯着车窗外飞速掠过的景色,脑子里面一直在想这个事儿。
随着火车的速度不断提升,我都感觉好像周围的空气都变得不一样了。
我想象着如果火车一直这么加速下去,会不会变得超级超级重,最后都跑不动啦,哈哈。
然后我又想到,要是按照相对论的说法,这速度快到一定程度,质量的变化可就更明显了呀。
哎呀呀,那可真是太有意思啦。
我就这么一路胡思乱想着,感觉时间过得还挺快。
等火车到站了,我还在回味着这个关于质量与速度的思考呢。
这相对论中的质量与速度的关系啊,还真是奇妙无比,就像我们生活中的各种有趣现象一样,等着我们去慢慢发现和探索呢!
咋样,我通过坐火车这件小事儿,是不是让大家对相对论中质量与速度的关系有了更直观的感受呀,嘿嘿。
速度和质量的关系公式
速度和质量的关系公式
速度和质量之间没有直接的关系公式,因为速度是一个物体在单位时间内所经过的路程,而质量是物体所包含的物质数量。
然而,在某些特定的物理情境中,速度和质量之间可能存在间接的关系。
例如,在牛顿第二定律中,力等于质量乘以加速度,即F=ma。
其中,F是力,m是质量,a是加速度。
加速度是速度的变化率,即单位时间内速度的变化量。
因此,在牛顿第二定律中,质量和加速度之间存在关系,而加速度又与速度的变化率相关。
但是,这并不意味着速度和质量之间存在直接的关系公式。
速度和质量是两个不同的物理量,它们在不同的概念和领域中具有各自的重要性和应用。
物体的运动与质量
物体的运动与质量物体的运动是物理学中的一个基本概念,而质量则是决定物体运动的重要因素之一。
本文将探讨物体的运动与质量之间的关系,并分析不同质量对物体运动的影响。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律,也称为惯性定律,指出一个物体在没有外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。
这个定律与物体的质量密切相关。
质量越大的物体,因惯性作用而保持静止或匀速运动的能力越强。
换句话说,质量越大的物体不易改变其运动状态。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律描述了物体受力后的加速度与力的关系,表达式为F=ma,其中F表示物体所受的合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
根据这个公式可以看到,当施加在物体上的合力相同时,质量越大的物体加速度越小,而质量越小的物体加速度越大。
换句话说,质量越大的物体对力的响应越弱。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律指出,任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
这意味着物体在施加力的同时也会受到同等大小、方向相反的力的作用。
质量对这种力对的影响并不直接,但是该定律说明了物体运动中的相互作用性质。
四、质量与惯性质量是物体惯性的量度。
惯性是指物体维持它原有的运动状态的性质。
质量越大的物体具有更强的惯性,也就是说,它更难改变其运动状态。
这是因为质量越大的物体对外界力的响应越弱,需要更大的力才能改变其状态。
质量越小的物体则具有较小的惯性,更容易改变其运动状态。
五、质量与重力质量还与重力有密切的关系。
根据万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比。
质量越大的物体引力越大,质量越小的物体引力越小。
这也意味着,质量越大的物体在地球的引力作用下更难被抬起或移动。
六、总结物体的运动与质量之间存在着密切的关联。
质量越大的物体具有更强的惯性和较低的响应能力,而质量越小的物体则具有较小的惯性和较高的响应能力。
此外,质量还影响着物体之间的引力大小。
理解和掌握物体的运动与质量之间的关系对于解决物理学中的问题和应用科学的原理至关重要。
《质速关系和质能关系》 讲义
《质速关系和质能关系》讲义在物理学的广阔领域中,质速关系和质能关系是两个极其重要的概念。
它们不仅深刻地改变了我们对物质和能量的理解,也为现代物理学的发展奠定了坚实的基础。
首先,让我们来谈谈质速关系。
质速关系指的是物体的质量会随着其运动速度的增加而增加。
在经典物理学中,质量被认为是一个恒定不变的量,与物体的运动状态无关。
然而,随着相对论的提出,这一观念被彻底颠覆。
根据相对论的质速关系公式:$m =\frac{m_0}{\sqrt{1 \frac{v^2}{c^2}}}$,其中$m$是物体的运动质量,$m_0$是物体的静止质量,$v$是物体的速度,$c$是真空中的光速。
当物体的速度远小于光速时,分母接近于 1,此时运动质量近似等于静止质量,经典物理学的结论仍然适用。
但当物体的速度接近光速时,分母变得非常小,运动质量急剧增大。
这意味着要使物体的速度进一步增加,所需的能量将变得极大。
质速关系的发现具有重大意义。
它解释了为什么物体的速度不能超过光速。
因为当速度趋近于光速时,质量趋向于无穷大,所需的能量也趋向于无穷大,这在现实中是不可能实现的。
接下来,我们探讨质能关系。
质能关系即著名的爱因斯坦质能方程:$E = mc^2$ 。
这个简单而又极其深刻的公式揭示了质量和能量之间的等价性。
它告诉我们,质量和能量并不是两个完全独立的概念,而是可以相互转化的。
一定的质量对应着一定的能量,反之亦然。
例如,在核反应中,原子核的质量会发生微小的变化,而这些微小的质量变化会释放出巨大的能量。
原子弹和氢弹的爆炸就是质能转化的实际应用。
质能关系的提出对人类的认知产生了深远的影响。
它让我们认识到物质世界的本质比我们之前想象的要复杂得多。
质速关系和质能关系之间存在着紧密的联系。
质速关系是质能关系的基础之一。
当物体的速度增加时,质量增加,对应的能量也增加。
从实际应用的角度来看,质速关系和质能关系在许多领域都发挥着重要作用。
在高能物理实验中,科学家们需要考虑粒子的高速运动对其质量和能量的影响。
动量与速度的关系
动量与速度的关系
动量与速度之间存在直接的关系,动量可以用质量乘以速度来表示。
具体来说,动量(p)等于物体的质量(m)乘以速度(v),即 p = m
* v。
根据这个关系,可以得出以下结论:
1. 如果两个物体的质量相同,速度越大,动量就越大。
反之亦然,
速度越小,动量就越小。
2. 如果两个物体具有相同的速度,质量越大,动量就越大。
反之亦然,质量越小,动量越小。
3. 在相互碰撞的过程中,根据动量守恒定律,两个物体的总动量在
碰撞前后保持不变。
如果一个物体的动量增加,那么另一个物体的动
量减少,但总动量不变。
总之,动量与速度之间的关系是直接的,增加速度会增加物体的动量,减小速度会减小物体的动量。
相对论中的质能关系
相对论中的质能关系相对论是物理学中的一项基础理论,由爱因斯坦于20世纪初提出。
相对论在很多方面都挑战了牛顿力学的观念,其中之一就是引入了质能关系的概念。
相对论中的质能关系指的是质量和能量之间的等价转换关系,即著名的质能方程E=mc²。
首先,我们来了解一下相对论中的质量概念。
在牛顿力学中,质量是一个常量,它表示物体惯性的度量,即物体对力的抵抗能力。
但在相对论中,质量并不是一个固定不变的量。
相对论中的质量包括两个方面:静止质量和动量质量。
静止质量是指物体在静止状态下的质量,是一个不变量。
而动量质量则是物体在运动状态下的质量,相对于静止质量来说,会随着物体的速度变化而增加。
当物体的速度接近光速时,动量质量会趋近于无穷大。
接下来,我们讨论相对论中的能量概念。
在牛顿力学中,能量是一个守恒量,可以分为动能和势能。
而在相对论中,能量也会发生变化,并且与质量之间存在着密切的关系。
根据质能方程E=mc²,能量与质量之间存在一个等价转换的关系,即质量可以转化为能量,能量也可以转化为质量。
这个方程揭示了能量和质量之间的密切联系,它意味着质量不仅仅是质量本身,同时也包含了能量这一因素。
那么,为什么相对论中质能关系的提出如此重要呢?这是因为相对论的到来改变了我们对物理世界的认知,打破了牛顿力学中的经典观念。
在相对论中,质能关系的存在意味着质量和能量之间可以互相转化,这种转换可以解释一些原先无法解释的现象。
例如,在核能反应中,质量的微小变化会引发巨大的能量释放。
而在高速运动的粒子物理实验中,能量的转化也起到了关键的作用。
从质能的角度来看,还可以进一步探讨质量和能量的本质。
相对论告诉我们,质量不仅仅是物体的物理特性,更是其能量表现的载体。
换句话说,质量是能量的一种表现形式。
这种质量和能量本质的等价性让我们重新思考了宇宙中物质的本质。
当我们在宇宙中观测到质量存在的时候,实际上也在观测到相应的能量。
质能关系的提出对于科学的发展产生了深远的影响。
物体质量和速度的关系
物体质量和速度的关系
嘿,你问物体质量和速度的关系呀?这可有点复杂呢,但咱慢慢唠唠。
咱都知道,物体有质量,有轻有重。
速度呢,就是物体跑得多快。
这质量和速度之间啊,关系还挺奇妙。
一般来说呢,质量大的物体,要想跑起来可没那么容易,得费更大的劲。
就像一个大胖子和一个小瘦子比赛跑步,大胖子跑起来肯定更费劲嘛。
速度快的物体呢,感觉就更有力量似的。
你想想,一辆飞快行驶的汽车和一辆慢慢开的汽车,要是撞上啥东西,那肯定是速度快的汽车造成的破坏更大呀。
质量和速度还会影响物体的动能呢。
动能就是物体因为运动而具有的能量。
质量越大、速度越快,动能就越大。
就好比一个大铁球和一个小玻璃球,都从高处掉下来,大铁球砸在地上肯定比小玻璃球厉害得多,这就是因为大铁球质量大,掉下来的时候速度也快,动能就大。
我记得有一次看赛车比赛,那些赛车速度可快了。
赛车本身质量也不小呢,跑起来风驰电掣的。
要是赛车出了
事故,那可不得了,破坏力超强。
这就是质量和速度结合起来的威力呀。
所以啊,物体的质量和速度关系可不小呢。
咱在生活中也能感觉到,重的东西移动起来难,速度快的东西力量大。
了解了它们的关系,咱就能更好地理解很多现象啦。
比如为啥大货车刹车难,为啥高速行驶的飞机要特别注意安全。
可不能小瞧了这质量和速度的关系哟。
人教版必修2《66_经典力学的局限性》同步练习卷有答案
人教版必修2《6.6 经典力学的局限性》同步练习卷过基础教材基础知识精练1. 下列说法正确的是()A.牛顿运动定律就是经典力学B.经典力学的基础是牛顿运动定律C.牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题D.经典力学可以解决自然界中所有的问题2. 牛顿运动定律不适用于下列哪些情况()A.研究原子中电子的运动B.研究“神舟五号”飞船的高速发射C.研究地球绕太阳的运动D.研究飞机从北京飞往纽约的航线3. 关于经典力学的伟大成就,下列论述正确的是()A.经典力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合B.经典力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在C.经典力学第一次向人们展示了时间的相对性D.人们借助于经典力学中的研究方法,建立了完整的经典物理学体系4. 下列说法正确的是()A.经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的B.相对论时空观认为物体的长度和质量会随着物体的速度不同而不同C.经典力学只适用于宏观物体、低速运动问题,不适用于高速运动问题D.当物体的运动速度远小于光速时,相对论和经典力学的结论仍有很大的区别5. 关于经典力学和相对论、量子力学,下列说法正确的是()A.不论是对宏观物体,还是微观粒子,经典力学和量子力学都是适用的B.经典力学适用于低速运动的物体,相对论适用于高速运动的物体C.经典力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动D.相对论与量子力学否定了经典力学理论6. 美国科学家2016年2月11日宣布,他们探测到引力波的存在.引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”,相对论在一定范围内弥补了经典力学的局限性.关于经典力学,下列说法正确的是()A.经典力学完全适用于宏观低速运动B.经典力学取得了巨大成就,是普遍适用的C.随着物理学的发展,经典力学将逐渐成为过时的理论D.由于相对论、量子论的提出,经典力学已经失去了它的应用价值7. 对于公式m=0,下列说法中正确的是()√1−v2c2A.式中的m0是物体以速度v运动时的质量B.当物体运动速度v>0时,物体质量m>m0,即物体的质量改变了,故经典力学不适用C.当物体以较小速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动D.通常由于物体的运动速度太小,故质量的变化引不起我们的感觉.在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量的变化8. 一个原来静止的电子,经电压加速后,获得的速度为v=6×106m/s,问电子的质量增大了还是减小了?改变了百分之几?参考答案与试题解析人教版必修2《6.6 经典力学的局限性》同步练习卷过基础教材基础知识精练1.【答案】B【考点】经典时空观与相对论时空观的主要区别【解析】经典力学的局限性是宏观物体及低速运动.当达到高速时,经典力学就不在适用.【解答】A、经典力学的基础是牛顿运动定律,但牛顿运动定律不能说就是经典力学;故A错误,B正确;C、牛顿运动定律不适用于微观低速物体;故CD错误;2.【答案】A【考点】经典时空观与相对论时空观的主要区别【解析】根据牛顿运动定律的适用范围:(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低);(2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子;(3)参照系应为惯性系,即可求解.【解答】A、牛顿第二定律不适用于微观原子,故A正确;BCD都是宏观低速运动的物体(与光速比速度较低),牛顿运动定律都适用,故BCD错误。
物理中的相对论运动中粒子的质量变化
物理中的相对论运动中粒子的质量变化相对论是20世纪初由爱因斯坦提出的物理学理论,主要分为狭义相对论和广义相对论。
相对论为我们理解物理世界提供了全新的视角,尤其是在高速运动的粒子物理领域。
在相对论框架下,粒子的质量会随着其速度的变化而发生变化,这一现象被称为相对论质量增加。
本文将详细探讨相对论运动中粒子的质量变化及其相关知识点。
相对论质量增加的原理根据狭义相对论的基本方程:[ E=mc^2 ][ p=mv ]其中,( E ) 表示能量,( m ) 表示质量,( c ) 表示光速,( p ) 表示动量,( v ) 表示速度。
当一个粒子以接近光速的速度运动时,其相对论质量会增加。
相对论质量( m’ ) 可以用以下公式表示:[ m’= ]其中,( m_0 ) 表示粒子的静止质量,( v ) 表示粒子的速度。
从上述公式可以看出,当粒子的速度 ( v ) 接近光速 ( c ) 时,分母 ( ) 接近于0,从而导致相对论质量( m’ ) 趋近于无穷大。
这意味着,当粒子的速度接近光速时,其质量将变得极其巨大。
相对论质量增加的实验验证许多实验已经验证了相对论质量增加的现象。
例如,高速运动的电子束穿过薄金属箔时,其穿透能力会减弱,这是因为随着电子速度的增加,其相对论质量增加,从而导致电子与金属原子碰撞时的能量损失增加。
此外,粒子加速器中的粒子在高速运动时,其质量也会随着速度的增加而增加,这一点在粒子物理学的研究中得到了广泛应用。
相对论质量增加的意义相对论质量增加的现象在物理学研究中具有重要意义。
首先,它揭示了质量与速度、能量之间的关系,从而使我们对物质的本质有了更深入的认识。
其次,相对论质量增加为粒子加速器的设计和运行提供了理论基础。
在粒子加速器中,粒子被加速到接近光速,其质量大大增加,从而使得粒子间的碰撞更加剧烈,有助于探索微观世界的奥秘。
最后,相对论质量增加的现象还为相对论宇宙学的研究提供了重要依据,如黑洞、暗物质等现象的解释。
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动时,求证:其运动质量和速度的关系为
1 v2/c2
M = mA + mB, Mu = mAvA + mBvB。
如图所示,惯性参考系S'沿S系的x轴正向以速度u运 动,物体分裂后A和B沿x'轴的两个相反的方向运动。
根据动量守恒定律,它们相对S‘ 系中的速度
大小相等,不妨都取为u,即vA' = -u,vB' = u。
物体沿速度方向分裂成静止质量相等的A、B两块,静止质 量为m0,速度分别为vA和vB,运动质量分别为mA和mB。
根据质量守恒得方程M = mA + mB。
根据动量守恒定律得方程Mu = mAvA + mBvB。
{范例13.4} 相对论质量与速度的关系
(1)一个静止质量为m0的粒子,以速率v运 m m0
y'
在S系中观察, 物体A的速度为
vA
1
vA vAu
u /c
2
0
y
S' u
M
即:A在S系中静止,其质 量是静止质量mA=m0。
动 可量得守m恒B方程vB为/mu(0m01+. mB)u = mBvB,
S vA O
mm AO'B
vB x'
x
{范例13.4} 相对论质量与速度的关系
{范例13.4} 相对论质量与速度的关系
(1)一个静止质量为m0的粒子,以速率v运 动时,求证:其运动质量和速度的关系为
m m0 1 v2/c2
(2)一个静止质量为m0的粒子,在S系中以速度v运动,S'系在 S系中以速度u与质点在同一直线上运动,质点在S'系中质量 和速度的关系是什么?
[解析](1)在惯性系S中,静止质量为M0 的物体以速度u运动,运动质量为M。
[解析](2)根据洛仑兹速度变换公 v v u
式,粒子在惯性系S'中的速度为
1 vu / c2
根据质-速关系,粒子在 惯性系S'中的运动质量为
m
可得
m m0
1 uv/c2 (1 u2/c2 )(1 v2/c2 )
m0 1 v2/c2
当u = 0时,表示S'系静 止,可得质-速关系
vB2 c2
0
y'yຫໍສະໝຸດ S' u解得
vB 1 u
1
vB2 c2
,
mB
m0 1 vB2 /c2
取正根,代入mB的公式得上式
M S vA m m
AO'B
vB x'
vB是B物体在S系中的速度,m0
O
x
是静止质量,mB是运动质量。 当速度远小于光速时,运动
略去下标B即可证明 相对论质 质量m和静止质量m0相差很 量和速度关系:物体的质量 小,可以认为质量不变,这
m
m0 1 v2/c2
当u = v时,表示粒子与S‘系同速同 向运动,因而v' = 0,可得m' = m0。
可见:当粒子在S'系 中相对静止时,其 质量就是静止质量。
|v – u|越大,则|v'|越大,粒 子在S'中运动质量越大。
随运动速度的增加而增加。 就是经典力学的质量。
物体的质量随着速度增加而增加,当物体 速度接近光速时,其质量趋于无穷大。
{范例13.4} 相对论质量与速度的关系
(2)一个静止质量为m0的粒子,在S系中以速度v运动,S'系在S 系中以速度u与质点在同一直线上运动,质点在S'系中质量和 速度的关系是什么?
(1)一个静止质量为m0的粒子,以速率v运 m m0
动时,求证:其运动质量和速度的关系为
1 v2/c2
在S系中观察, 物体B的速度为
vB
vB u 1 vB u / c2
2u 1 u2 / c2
mB
vB
m0 /u 1
整理得(vB/u) 的二次方程
( vB )2 u
2 vB u