大学物理学习指导详细答案

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1、第六章相对论【例题精选】例6-1当惯性系S和S′的坐标原点O和O′重合时，有一点光源从坐标原点发出一光脉冲，在S系中经过一段时间t后（在S′系中经过时间t′），此光脉冲的球面方程（用直角坐标系）分别为：S系j；S′系k．例6-2下列几种说法中正确的说法是：(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的．(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关．(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同．(A)只有(1)、(2)正确．(B)只有(1)、(3)正确．(C)只有(2)、(3)正确．(D)(1)、(2)、(3)都正确．[D]例6-3

2、经典的力学相对性原理与狭义相对论的相对性原理有何不同？答：经典力学相对性原理是指对不同的惯性系，牛顿定律和其它力学定律的形式都是相同的．狭义相对论的相对性原理指出：在一切惯性系中，所有物理定律的形式都是相同的，即指出相对性原理不仅适用于力学现象，而且适用于一切物理现象。也就是说，不仅对力学规律所有惯性系等价，而且对于一切物理规律，所有惯性系都是等价的．例6-4有一速度为u的宇宙飞船沿x轴正方向飞行，飞船头尾各有一个脉冲光源在工作，处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为j；处于船头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为k．

3、cc例6-5关于同时性的以下结论中，正确的是(A)在一惯性系同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生．(B)在一惯性系不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生．(C)在一惯性系同一地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生．(D)在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生．[C]例6-6静止的m子的平均寿命约为t0=2×10-6s．今在8km的高空，由于p介子的衰变产生一个速度为v=0.998c(c为真空中光速)的m子，试论证此m子有无可能到达地面．证明：考虑相对论效应，以地球为参照系，m子的平均寿命

4、：s则m子的平均飞行距离：9.46km．m子的飞行距离大于高度，有可能到达地面．例6-7两惯性系中的观察者O和O′以0.6c(c为真空中光速)的相对速度互相接近．如果O测得两者的初始距离是20m，则O相对O′运动的膨胀因子g=j；O′测得两者经过时间Dt′=ks后相遇．1.25(或5/4)8.89×10-8例6-8两个惯性系S和S′，沿x(x′)轴方向作匀速相对运动.设在S′系中某点先后发生两个事件，用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为t0，而用固定在S系的钟测出这两个事件的时间间隔为t．又在S′系x′轴上放置一静止于该系、长度为l0的细杆，从S

5、系测得此杆的长度为l,则(A)tl0．(C)t>t0；l>l0．(D)t>t0；l

6、根棒安放在运动方向上，则甲测得此棒的密度为j；乙测得此棒的密度为k．例6-12根据相对论力学，动能为0.25MeV的电子，其运动速度约等于(A)0.1c(B)0.5c(C)0.75c(D)0.85c(c表示真空中的光速，电子的静能m0c2=0.51MeV)[C]例6-13令电子的速率为v，则电子的动能EK对于比值v/c的图线可用下列图中哪一个图表示？（c表示真空中光速）[D]【练习题】6-1在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4s，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s，则乙相对于甲的运动速度是(c表示真空中光速)(A)(4/5

7、)c．(B)(3/5)c．(C)(2/5)c．(D)(1/5)c．[B]6-2假定在实验室中测得静止在实验室中的m+子(不稳定的粒子)的寿命为2.2×10-6s，当它相对于实验室运动时实验室中测得它的寿命为1.63×10-5s．则m+子相对于实验室的速度是真空中光速的多少倍？为什么？答：设m+子相对于实验室的速度为vm+子的固有寿命t0=2.2×10-6sm+子相对实验室作匀速运动时的寿命t0=1.63×10-5s按时间膨胀公式：移项整理得：=0.99c则m+子相对于实验室的速度是真空中光速的0.99倍．6-3在S系中的x轴上相隔为Dx处

8、有两只同步的钟A和B，读数相同．在S＇系的x＇轴上也有一只同样的钟A＇，设S＇系相对于S系的运动速度为v,沿x轴方向,且当