例1 (多选)在狭义相对论中,下列说法正确的是( )
A.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速
B.质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的
C.在一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的
D.惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时,会看到这钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些
解析 在以上四种说法中,只有C违背了同时的相对性,是不正确的,其余三种说法都是正确的,所以选A、B、D.
答案 ABD
例2 一个以2×108 m/s的速度运动着的球,半径为a,试分析静止着的人观察球会是什么样的形状?
解析 由长度变换公式有l=l0,v一定,球沿运动方向上的长度减小,球沿运动方向的最大长度为l=2a·=2a·=1.49a,垂直于球运动方向,球的长度不变为2a.因此静止的人观察球的形状会是长轴为2a、短轴为1.49a的椭球体.
答案 长轴为2a、短轴为1.49a的椭球体
二、质速关系和质能方程
爱因斯坦的质能方程揭示了物质与运动的不可分割的属性,即一定的能量与相应的质量相联系,切不可理解为质量转化为能量.
例3 一个静止的电子被电压为106 V的电场加速后,其质量为多少?速率为多大?
解析 Ek=eU=1.6×10-19×106 J=1.6×10-13 J,
Ek=mc2-m0c2
所以m=+m0= kg+9.1×10-31 kg≈2.69×10-30 kg.
由m=得v=c≈2.82×108 m/s.
答案 2.69×10-30 kg 2.82×108 m/s