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1、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)若 沿 轴正向，则；若 沿 轴负向，则。,答 A,2.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 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 B,4.宇宙飞船相对于地面以速度 作匀
2、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)。,6.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,答案（B）,答案（B）,是粒子的动
3、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)12107kg；(D)8.3105kg.,答案（A）,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0.8c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。,
4、其中,3.一宇宙飞船相对地球以0.8c（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,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。,以飞船为 系，以地面为 系,解：,解：,8,6.（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。,7.某一宇宙射线中 介子的动能Ek
5、=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。,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.静止质量为，运动速度为 的粒子，其动能为。,方法一,方法二,三、计算题,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：以A尺为运动物体，B尺为 系，地面为S系，则:,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：,任一尺子上的观察者测得另一尺子的运动速度为：,2.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,3.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：,联立以上三式得：,4.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：,
