Question

【題目】物體的質(zhì)量真的會不變嗎？

在現(xiàn)有的物理知識的基礎(chǔ)上，同學(xué)們會肯定地認(rèn)為物體的質(zhì)量是不會隨形狀、位置、狀態(tài)的改變而改變的，物體的質(zhì)量是常數(shù)．這個認(rèn)識并沒有錯，但這是對靜止的物體的質(zhì)量而言．如果對運(yùn)動的物體而言，物體的質(zhì)量是否還是始終不變呢？根據(jù)愛因斯坦的“相對論“，運(yùn)動的物體的質(zhì)量會隨它的運(yùn)動速度而改變．他的理論是：設(shè)一個物體靜止時的質(zhì)量為m0（又稱為靜質(zhì)量），當(dāng)它以速度v運(yùn)動時的質(zhì)量為m（又稱為動質(zhì)量），則動質(zhì)量與靜質(zhì)量及其速度的關(guān)系遵循以下規(guī)律：

m=（其中c為光速）

根據(jù)以上公式我們可以計(jì)算出：

一個靜質(zhì)量m0=1kg的物體，當(dāng)它以v1=300m/s和v2=15×104km/s 運(yùn)動時，其動質(zhì)量分別為：m1=1.000 000 000 0005kg、m2=1.15kg，由此可知，物體的動質(zhì)量比靜質(zhì)量大，且物體的運(yùn)動速度越大，其動質(zhì)量越大．從m1值可看出，在低速（相對光速而言）范圍內(nèi)，物體的動質(zhì)量與靜質(zhì)量相關(guān)甚微，其差值可以忽略不計(jì)．因此在低速范圍內(nèi)研究宏觀物體的運(yùn)動情況時，可以認(rèn)為物體的質(zhì)量是不變的，是常數(shù)．

但在微觀世界里，由于電子、質(zhì)子等基本粒子的靜質(zhì)量都很小，而其運(yùn)動速度又很容易接近光速，這時它們的質(zhì)量隨速度的改變就不可忽視．關(guān)于這樣的問題，同學(xué)們將來有機(jī)會學(xué)習(xí)愛因斯坦的“相對論“力學(xué)知識時，就會進(jìn)一步深入理解．

請根據(jù)剛才的閱讀，回答下列問題：

（1）我們認(rèn)為物體的質(zhì)量是不隨形狀、位置、狀態(tài)的改變而改變，其質(zhì)量是指物體的

_____，而_____會隨物體的運(yùn)動速度而改變．

（2）根據(jù)愛因斯坦的理論，物體兩種質(zhì)量及其速度的關(guān)系遵循的規(guī)律是：

m=

其中m是指動質(zhì)量，m0是指靜質(zhì)量，c為3×108m/s．在研究宏觀物體的運(yùn)動情況時，由于v_____c，故可以認(rèn)為物體的質(zhì)量不變，是常數(shù)．

（3）設(shè)m0=100kg，當(dāng)它以2.4×108m/s的速度運(yùn)動時，求其動質(zhì)量___，并分析結(jié)果，你可得到一個什么結(jié)論________？

Answer 1

【答案】 靜質(zhì)量 動質(zhì)量 遠(yuǎn)小于 m=167kg 當(dāng)物體速度接近光速時，其動質(zhì)量顯著大于靜質(zhì)量，其質(zhì)量隨速度而改變就不可忽視了．

【解析】解：（1）我們認(rèn)為物體的質(zhì)量是不隨形狀、位置、狀態(tài)的改變而改變，其質(zhì)量是指物體的靜質(zhì)量，運(yùn)動的物體的質(zhì)量會隨它的運(yùn)動速度而改變；

（2）根據(jù)愛因斯坦的理論，設(shè)一個物體靜止時的質(zhì)量為m0（又稱為靜質(zhì)量），當(dāng)它以速度v運(yùn)動時的質(zhì)量為m（又稱為動質(zhì)量），則動質(zhì)量與靜質(zhì)量及其速度的關(guān)系遵循以下規(guī)律：m=（其中c為光速）；在低速（相對光速而言）范圍內(nèi)，v遠(yuǎn)小于c時，物體的動質(zhì)量與靜質(zhì)量相差甚微，其差值可以忽略不計(jì)，因此在低速范圍內(nèi)研究宏觀物體的運(yùn)動情況時，可以認(rèn)為物體的質(zhì)量是不變的，是常數(shù)．

（3）將m0=100kg，v=2.4×108m/s代入公式m=得m=167kg；由計(jì)算結(jié)果可知：當(dāng)物體速度接近光速時，其動質(zhì)量顯著大于靜質(zhì)量，其質(zhì)量隨速度而改變就不可忽視了。