HTKT & BT: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP

Các tiên đề của Anh-xtanh :  Tiên đề I nguyên lí tương đối : Các định luật vật lí có cùng một dạng như nhau trong môi hệ quy chiếu quán tính.. Các hệ quả của thuyết tương đối :  Sự co

Trang 1

KT Trọng tâm & BT luyện thi Vật lí 12 – Năm học 2010 - 2011

SƠ LƯỢC VỀ THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP

A KIẾN THỨC TRỌNG TÂM .

1 Các tiên đề của Anh-xtanh :

 Tiên đề I (nguyên lí tương đối) : Các định luật vật lí có cùng một dạng như nhau trong môi hệ quy chiếu quán tính

 Tiên đề II (nguyên lí về sự bất biến của tốc độ ánh sáng ): Tốc độ của ánh sáng trong chân không có cùng

độ lớn bằng c trong mọi hệ quy chiếu quán tính , không phụ thuộc vào phương truyền và vào tốc độ của nguồn sáng hay máy thu : c299792458(m/s)3.108(m/s)

2 Các hệ quả của thuyết tương đối :

 Sự co độ dài : Độ dài của một thanh bị co lại dọc theo phương chuyển động của nó

0 2

2

c

v

l

l   (1)

 Sự chậm lại của đồng hồ chuyển động : Đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động (hay hệ quy chiếu quán

tính K’chuyển động) chạy chậm hơn đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên (hay hệ quy chiếu K đứng yên).

0 2

2

0

1

t c

v

t









(2)

3 Khối lượng tương đối tính :

0 2

2

0

1

m c

v

m





(3)

4 Hệ thức Anh-xtanh giữa năng lượng và khối lượng :

Vật có khối lượng m thì có năng lượng E tỉ lệ với m :

2 2

2 0 2

1

c v

c m

c

m

E





(4)

 Để giải quyết các bài toán về tính tương đối của không gian và thời gian , ta vận dụng các công thức (1) và (2)

* Tính độ co chiều dài : ll0  l

* Tính thời gian chậm lại :  t t0.

 Đề giải quyết các bài toán về năng lượng và khối lượng , ta vận dụng công thức (3) và (4) ngoài ra ta có

thể vận dụng thêm các công thức sau đây :

* Biểu thức tính động năng của vật : 2

0)

(m m c

W đ   (5)

* Biểu thức tính động lượng của vật : v

c v

m v

m

1

.

2 2 0





(6)

* Hệ thức giữa năng lượng và động lượng của vật: Từ công thức (6) và công thức (4) có thể suy ra hệ thức

liên hệ giữa năng lượng và động lượng :

l0 :: là độ dài khi thanh đứng yên dọc theo trục tọa độ trong hệ quy chiếu quán tính K.

l : là độ dài khi thanh chuyển động với tốc độ v dọc theo trục tọa

độ của hệ K.

- Khái niệm không gian là tương đối , phụ thuộc vào hệ quy chiếu quán tính

0

t

 : là thời gian một hiện tượng xảy ra được đo theo đồng hồ gắn trong hệ K’chuyển động với tốc độ v so với hệ K

t

 : là thời gian hiện tượng đó xảy ra được đo theo đồng hồ gắn trong hệ K đứng yên

- Khái niệm thời gian là tương đối , phụ thuộc vào hệ quy chiếu quán tính

m : Khối lượng của vật chuyển động với tốc độ v

m0 : Khối lượng nghỉ của vật (v = 0)

- Khối lượng của một vật có tính tương đối , giá trị của nó phụ thuộc vào hệ quy chiếu Khối lượng của vật tăng khi v tăng

- Cơ học cổ điển chỉ xét vật có v << c nên m  m0

0

v    : giá tri này là năng lượng nghỉ của vật

 Khi vc Em0c2W đ.

 Đối với hệ kín, khối lượng nghỉ và năng lượng nghỉ không nhất thiết

được bảo toàn nhưng năng lượng tòan phần được bảo toàn

Trang 2

0

2 (m c ) (p.c)

B BÀI TẬP LUYỆN TẬP :

1/ Chọn câu đúng

So với đồng hồ gắn với quan sát viên đứng yên , đồng hồ gắn với vật chuyển động sẽ

A Chạy nhanh hơn B Chạy chậm hơn C Vẫn chạy như thế

D Chạy nhanh hơn hay chậm hơn tùy thuộc vào tốc độ của vật

2/ Chọn câu đúng

Một vật đứng yên có khối lượng m0 Khi vật chuyển động , khối lượng của vật có giá trị

A Vẫn bằng m0. B Nhỏ hơn m0. C Lớn hơn m0.

D Nhỏ hơn hoặc lớn hơn tùy thuộc vào vận tốc của vật

3/ Chọn đáp án đúng

Độ co chiều dài của một cái thước có chiều dài riêng 20cm chuyển động với tốc độ v 0 , 6clà :

4/ Tính tốc độ của hạt có động năng bằng nữa năng lượng toàn phần của nó

A 2,86.108m/s B 2,60.108m/s C 3,60.108m/s D 3,86.108m/s

5/ Tính tốc độ của hạt có động lượng tương đối tính gấp hai lần động lượng tính theo cơ học Newton.

A v c

2

3

2

c

3

2

c

3

6/ Sau 20 phút , đồng hồ chuyển động với tốc độ v 0 , 6c chạy chậm hơn đồng gắn với người quan sát đứng yên bao nhiêu giây ?

A 200 (s) B 400 (s) C 360 (s) D 300 (s)

7/ Một cái thước có chiều dài riêng l0 chuyển động dọc theo chiều dài của nó với tốc độ v Công thức nào sau đây xác định độ co chiều dài của nó ?

01 c c v













0

1

c

C  2 2 2













0

1

c

8/ Một đồng hồ chuyển động với tốc độ v sẽ chạy chậm hơn đồng hồ gắn với người quan sát đứng yên một khoảng thời gian , xác định bởi công thức nào sau đây ?

2 2















v c

c

2 2

2















v c

c t

2 2















v c

c

2 2

2















v c

c t

9/ Giá trị nào sau đây là hệ số tỉ lệ co độ dài của một thanh theo phương chuyển động ?

c

v

2















c

2 2

c

v

2

2 2

v

c 

10/ Thực hiện tính toán để trả lời các câu hỏi sau đây

a) Tính vận tốc của một êléctrôn được tăng tốc qua hiệu điện thế U

b) Tính năng lượng tóan phần và động năng của một êléctrôn có động lượng là p

c) Tính vận tốc của một êléctrôn có động lượng là p

2 0

1

1 1



















c m

U e c

v

; b)  2

0 2

p m c c

0 2 0

p c

c)

0

p c m

c p v



11/ Một vật đứng yên tự vỡ thành hai mảnh chuyển động theo hai hướng ngược nhau với tốc độ là 0,8c và 0,6c

Khối lượng nghỉ của hai mảnh lần lượt là m01 3kg và m02 5,33kg Xác định khối lượng m0ban đầu của vật ? Có nhận xét gì về khối lượng này ?

Trang 3

Đ/số : m0 11,663kg Nhận xét : m0 m01m02 : khối lượng của hệ không bảo tòan

12/ Một êléctrôn đứng yên được gia tốc đến vận tốc 0,5c Tính độ biến thiên năng lượng của nó bằng đơn vị (J) và

bằng đơn vị (MeV) Lấy m e 31kg

0 9 , 1 10

Đ/số : E 12,673.1015(J)0,079(MeV).

13/ Tính động lượng của một êléctrôn có động năng là 1 (MeV) Cho m e 31kg

0 9 , 1 10

Đ/số : Áp dụng hệ thức E p.c (m c2)2 p.c 1,42MeV

0 2 2







14/ Một tên lửa cần đạt đến vận tốc bao nhiêu để chiều dài của nó bằng 99% độ dài riêng ?

Đ/số : 0,432.10 8 (m/s).

15/ Một vật phẳng hình vuông có diện tích riên là 100cm2 Xác định diện tích của hình vuông đối với người quan sát viên chuyển động so với hình vuông với vận tốc 0,6c theo hướng song song với một trong các cạnh của hình vuông

Đ/số : 80 cm 2

16/ Vận tốc của hạt phải bằng bao nhiêu để động năng của hạt bằng hai lần năng lượng nghỉ của nó ?

A 2,6.108m / s B 2,735.108m / s C 2,825.108m / s D 2,845.108m / s

17/ Trong một quá trình phân rã phóng xạ khối lượng của hệ giảm một lượng m 0,25.10 30kg



A Quá trình phân rã tỏa ra một năng lượng 1,25.10 14 J

B Quá trình phân rã thu ra một năng lượng 1,25.10 14 J

C Quá trình phân rã tỏa ra một năng lượng 2,25.10 14 J

D Quá trình phân rã thu ra một năng lượng 2,25.10 14 J

18/ Chọn phát biểu sai ?

A Photon có khối lượng nghỉ bằng 0

B Khoảng cách giữa hai điểm cố định có tính tương đối, phụ thuộc vào hệ quy chiếu quán tính

C Tốc độ ánh sáng trong chân không trong một hệ quy chiếu quán tính phụ thuộc vào chuyển động của hệ quy chiếu

D Thời gian có tính tương đối phụ thuộc vào hệ quy chiếu quán tính

19/ Một người chuyển động với với tốc độ v thì có khối lượng tương đối tính gấp đôi khối lượng nghỉ của người đó.

Tỉ số giữa tốc độ v của người với tốc độ ánh sáng trong chân không là

A

2

1

2

20/ Một ele1ctron chuyển động với vận tốc v = 0,95c , thì tỉ số giữa năng lượng toàn phần và năng lượng nghỉ của

nó là :

21/ Một ele1ctron chuyển động với vận tốc v = 0,5c , thì năng lượng sẽ tăng bao nhiêu % so với năng lượng nghỉ :

………hết………

Định dạng
Số trang	3
Dung lượng	189 KB