Question

【题目】物体的质量真的会不变吗?

在现有的物理知识的基础上,同学们会肯定地认为物体的质量是不会随形状、位置、状态的改变而改变的,物体的质量是常数.这个认识并没有错,但这是对静止的物体的质量而言. 如果对运动的物体而言,物体的质量是否还是始终不变呢?根据爱因斯坦的"相对论",运动的物体的质量会随它的运动速度而改变.他的理论是:设一个物体静止时的质量为m0(又称为静质量),当它以速度v运动时的质量为m(又称为动质量),则动质量与静质量及其速度的关系遵循以下规律：

m=(其中c为光速)

根据以上公式我们可以计算出：

一个静质量m0=1kg的物体，当它以v1=300m/s和v2=15×104km/s 运动时,其动质量分别为: m1=1.000 000 000 0005kg、m2=1.15kg，由此可知,物体的动质量比静质量大,且物体的运动速度越大,其动质量越大.从m1值可看出,在低速(相对光速而言)范围内,物体的动质量与静质量相关甚微,其差值可以忽略不计.因此在低速范围内研究宏观物体的运动情况时,可以认为物体的质量是不变的,是常数.

但在微观世界里,由于电子、质子等基本粒子的静质量都很小,而其运动速度又很容易接近光速,这时它们的质量随速度的改变就不可忽视.关于这样的问题,同学们将来有机会学习爱因斯坦的"相对论"力学知识时,就会进一步深入理解.

请根据刚才的阅读,回答下列问题：

（1）我们认为物体的质量是不随形状、位置、状态的改变而改变,其质量是指物体的________，而________会随物体的运动速度而改变．

（2）根据爱因斯坦的理论,物体两种质量及其速度的关系遵循的规律是：m=其中m是指动质量，m0是指静质量，c为3×108m/s．在研究宏观物体的运动情况时，由于v________c，故可以认为物体的质量不变,是常数．

（3）设m0=100kg，当它以2.4×108m/s的速度运动时，求其动质量，并分析结果，你可得到一个什么结论________？

Answer 1

【答案】静质量动质量远小于当物体速度接近于光速时，动质量明显大于静质量

【解析】

(1)物体的质量是会随形状、位置、状态的改变而改变，其质量是指物体的静质量，运动的物体的质量会随它的运动速度而改变；(2)根据爱因斯坦的理论,设一个物体静止时的质量为m0(又称为静质量),当它以速度v运动时的质量为m(又称为动质量),则动质量与静质量及其速度的关系遵循以下规律：m＝ (其中c为光速);在低速(相对光速而言)范围内，物体的动质量与静质量相关甚微，其差值可以忽略不计，因此在低速范围内研究宏观物体的运动情况时，可以认为物体的质量是不变的，是常数。(3)将m0＝100kg,v＝2.4×108m/s代入公式m＝得m＝167kg；由计算结果可知：当物体速度接近光速时，其动质量显著大于静质量，其质量随速度而改变就不可忽视了。