北京正负电子对撞机中电子以非常大的速率运动,已知电子的静止质量为9×10_kg,光速为3×10_m/s,若电子以0.8c速率运动时,则该电子所包含的能量为×10_J.
分析:
根据公式m=m_0•$\frac {1}{$\sqrt {}$}$先求出电子的相对质量,然后根据爱因斯坦质能方程E=mc_即可求出电子包含的能量.
解答:
解:根据公式m=m_0•$\frac {1}{$\sqrt {}$}$,则电子的相对质量:
m=m_0•$\frac {1}{$\sqrt {}$}$=9×10_×$\frac {1}{$\sqrt {}$}$=1.5×10_kg
该电子所包含的能量:E=mc_=1.5×10_×(3×10_)_=1.35×10_J
故答案为:1.35×10_
点评:
该题考查对质能方程的理解,解答本题关键要知道质能方程E=mc_,当一个物体的运动质量为m时,它运动时蕴含的总能量为E,要先计算出电子的运动质量.
α粒子在加速器中被加速,当加速到其质量为静止质量的5倍时,其动能为静止能量的倍.
分析:
先根据质量与速度的关系求出α粒子在加速器中被加速,当加速到其质量为静止质量的5倍时的速度,然后根据相对论中的动能表达式求出粒子的动能.
解答:
解:根据质量与速度的关系:m=$\frac {m}{$\sqrt {}$}$
当其质量为静止质量的5倍时,$\sqrt {}$=$\frac {1}{5}$,
所以:v=$\frac {2$\sqrt {6}$}{5}$c
根据相对论中的动能表达式求出粒子的动能:E_k=mc_-m_0c_=($\frac {1}{$\sqrt {}$}$-1)m_0c_
得:$\frac {E_K}{mc}$=4
故答案为:4
点评:
该题考查爱因斯坦相对论中的质量与速度的关系以及相对论中的动能表达式,属于高中物理竞赛的内容.要牢记两个表达式.
当粒子的动能等于它的静止能量时,物体速度为( )(光速为c)
分析:
粒子的总能量等于粒子的动能与静止能量的和,当粒子的动能等于它的静止能量时,E′=2E;然后根据爱因斯坦质能方程与质量与速度的关系m=$\frac {m}{$\sqrt {}$}$即可求解.
解答:
解:粒子的总能量等于粒子的动能与静止能量的和,当粒子的动能等于它的静止能量时:
E=mc_=E_K+E=2E=2m_0c_
即:m=2m_0
又:m=$\frac {m}{$\sqrt {}$}$
解得:v=$\frac {$\sqrt {3}$}{2}$c
故答案为:$\frac {$\sqrt {3}$}{2}$c,所以选B.
点评:
该题考查爱因斯坦质能方程与物体的质量与速度的关系,属于对基本公式的考查,解题的关键是能够理解粒子的总能量等于粒子的动能与静止能量的和,当粒子的动能等于它的静止能量时,E′=2E.