A.物体速度为v时能量E=mc2
B.物体速度为v时动能Ek=mc2
C.物体速度为v时的动能Ek=mv2
D.物体速度为v时的动能Ek=(m-m0)c2
答案:AD
解析:物体具有的质量与质量对应的能量称为质能,E=mc2表明质量与能量之间存在一一对应的关系,物体吸收或放出能量,则对应的质量会增加或减少,故选项A、D正确,B、C错误。
4.(1)冥王星绕太阳公转的线速率为4.83×103 m/s,求其静止质量为运动质量的百分之几?
(2)星际火箭以0.8c的速率飞行,其静止质量为运动质量的多少倍?
答案:(1)99.999 9% (2)0.6倍
解析:设冥王星的静止质量为m0,运动质量为m,由公式m=可得
=×100%=99.9999%
(2)设星际火箭的静止质量为m′0,运动质量为m′,则==0.6倍。
5.设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行,5.0s后该飞船将与一个以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞。试问:
(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动?
(2)从飞船中的时钟来看,还有多少时间允许它离开航线,以避免与彗星碰撞。
答案:(1)0.946c (2)4.0s
解析:这是一个相对论速度变换问题。取地球为S系,飞船为S′系,向东为x轴正向,则S′系相对S系的速率v=0.60c,彗星相对S系的速率ux=-0.80c
(1)由速度变换可得所求结果ux′==-0.946c
即彗星以0.946c的速率向飞船靠近。
(2)由时间间隔的相对性有Δt==5.0s
解得Δτ=4.0s
6.太阳在不断地辐射能量,因而其质量不断地减少。若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026J,试计算太阳在一秒内失去的质量。估算5000年内总共减少了多少质量,并与太阳的总质量2×1027t比较之。
答案:×1010kg 3.504×1020kg 3.5×10-10,消耗的质量可以忽略
解析:根据相对论的质能关系式E=mc2,可知,能量的任何变化必然导致质量的