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2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第五章第一节狭义相对论的基本原理 Word版含解析1.著名物理学家“开尔文勋爵”威廉汤姆孙曾自信地宣称：“科学的大厦已经基本完成”，但也承认，“明朗的天空中还有两朵小小的、令人不安的乌云”.他指的科学大厦是_，两朵乌云是_.答案：以经典力学、热力学与统计物理学、电磁场理论为主要内容的物理学形成了完整的科学体系 一是黑体辐射，一是光的速度2.伽利略相对性原理是_.答案：力学规律在任何惯性系中都是相同的，或者说，任何惯性参考系都是平权的3.电磁波在空中的传播速度是_，以太存在吗？答案：C，不存在4.什么样的参考系为惯性系？答案：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系.相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系.5.狭义相对论为什么叫假设？答案：虽然这两个假设可以由麦克耳孙莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度.综合运用6.火箭以0.75c的速度离开地球，从火箭上向地球发射一个光信号.火箭上测得光离开的速度是c，根据过去熟悉的速度合成法则，光到达地球时地球上测得的光速是多少？根据狭义相对性原理呢？答案：由速度合成法则，地球上测得光速应为c-0.75c即0.25c；根据狭义相对性原理，光速应为c.7.如图5-1-3所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为m=5 kg的小球，正随车厢一起以20 m/s的速度匀速前进.现在给小球一个水平向前的F=5 N的拉力作用，求经10 s时，车厢里的观察者和地面的观察者看到小球的速度分别是多少？图5-1-3解析：对车上的观察者：物体的初速v0=0,加速度a=1 m/s22,10 s时速度v1=at=10 m/s.对地上的观察者：方法一：物体初速度v0=20 m/s加速度相同a=1 m/s.10 s末速度v2=v0+at=30 m/s.方法二：根据速度合成法则v2=v1+v0=（10+20) m/s=30 m/s.答案：10 m/s 30 m/s附送：2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第五章第三节质能方程与相对论速度合成定理 Word版含解析1.如果物体高速运动，速度的变换法则是什么？答案：速度变换公式为u=,其中v为参考系对地速度，u为观察者相对于参考系运动的速度，u为观察者对地速度.2.上题中如果u=0.6c,v=0.6c,它们的合速度为多大？答案：综合运用3.一物体静止时质量为m，当速度分别为v1=7.8 km/s和v2=0.8c的速度飞行时，质量分别为多少？答案：m1=m,m2=.4.两个电子相向运动，每个电子对于实验室的速度都是，它们的相对速度是多少？在实验室中观测，每个电子的质量是多少？计算结果中的光速c和电子的静质量me不必代入数值.解析：设在实验室中观察，甲电子向右运动，乙电子向左运动.若以乙电子为“静止”参考系，即O系，实验室（记为O系)就以的速度向右运动，即O系相对于O系速度为v=（图5-3-1）.甲电子相对于O系的速度为u=.这样，甲电子相对于乙电子的速度就是在O系中观测到的甲电子的速度u，根据相对论的速度合成公式，这个速度是图5-3-1u=.在实验室中观测，每个电子的质量是m=.答案：,5.一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动.此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同.求电子相对于实验室参考系的速度.解析：已知v=0.05c，ux=0.8c,由相对论速度叠加公式得ux=0.817c.答案：0.817c6.一个电子被电压为106 V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？解析：Ek=eU=1.610-19106 J=1.610-13 JEk=mc2-m0c2,m= =2.6910-30 kg.由m=得v=2.82108（ms-1)0.94c答案：2.6910-30 kg,0.94c7.一个原来静止的电子，经过100 V的电压加速后它的动能是多少？质量改变了百分之几？速度是多少？这时能不能使用公式Ek=m0v2？解析：加速后电子的动能是Ek=qU=1.610-19100 J=1.610-17 J,因为Ek=mc2-mec2,所以m-me=,因此.把数值代入，得=2.010-4,即质量改变了0.02%.这说明在100 V电压加速后，电子的速度与光速相比仍然很小，因此可以用Ek=mev2这个公式.由Ek=mev2得电子的速度v=m/s=5.9106 m/s.这个速度虽然达到了百万米每秒的数量级，但仅为光速的2%.答案：1.610-17 J,0.02%,5.9106 m/s，能
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