物體的質(zhì)量真的會(huì)不變嗎?
在現(xiàn)有的物理知識(shí)的基礎(chǔ)上,同學(xué)們會(huì)肯定地認(rèn)為物體的質(zhì)量是不會(huì)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(gè)認(rèn)識(shí)并沒有錯(cuò),但這是對(duì)靜止的物體的質(zhì)量而言。如果對(duì)運(yùn)動(dòng)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(duì)論“,運(yùn)動(dòng)的物體的質(zhì)量會(huì)隨它的運(yùn)動(dòng)速度而改變。他的理論是:設(shè)一個(gè)物體靜止時(shí)的質(zhì)量為m0(又稱為靜質(zhì)量),當(dāng)它以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量為m(又稱為動(dòng)質(zhì)量),則動(dòng)質(zhì)量與靜質(zhì)量及其速度的關(guān)系遵循以下規(guī)律:
m=m01-(vc)2(其中c為光速)
根據(jù)以上公式我們可以計(jì)算出:
一個(gè)靜質(zhì)量m0=1kg的物體,當(dāng)它以v1=300m/s和v2=15×104km/s 運(yùn)動(dòng)時(shí),其動(dòng)質(zhì)量分別為:m1=1.000 000 000 0005kg、m2=1.15kg,由此可知,物體的動(dòng)質(zhì)量比靜質(zhì)量大,且物體的運(yùn)動(dòng)速度越大,其動(dòng)質(zhì)量越大。從m1值可看出,在低速(相對(duì)光速而言)范圍內(nèi),物體的動(dòng)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(dòng)情況時(shí),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(dòng)速度又很容易接近光速,這時(shí)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(huì)學(xué)習(xí)愛因斯坦的“相對(duì)論“力學(xué)知識(shí)時(shí),就會(huì)進(jìn)一步深入理解。
請(qǐng)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
靜質(zhì)量靜質(zhì)量,而動(dòng)質(zhì)量動(dòng)質(zhì)量會(huì)隨物體的運(yùn)動(dòng)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=m01-(vc)2
其中m是指動(dòng)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(dòng)情況時(shí),由于v遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于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(dòng)時(shí),求其動(dòng)質(zhì)量,并分析結(jié)果,你可得到一個(gè)什么結(jié)論?
m
0
1
-
(
v
c
)
2
m
0
1
-
(
v
c
)
2
【考點(diǎn)】質(zhì)量的概念與特性.
【答案】靜質(zhì)量;動(dòng)質(zhì)量;遠(yuǎn)小于
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:553引用:3難度:0.3
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