【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,同學們會肯定地認為物體的質(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).這個認識并沒有錯,但這是對靜止的物體的質(zhì)量而言. 如果對運動的物體而言,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",運動的物體的質(zhì)量會隨它的運動速度而改變.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),當它以速度v運動時的質(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算出：

一個靜質(zhì)量m0=1kg的物體，當它以v1=300m/s和v2=15×104km/s 運動時,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.因此在低速范圍內(nèi)研究宏觀物體的運動情況時,可以認為物體的質(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,同學們將來有機會學習愛因斯坦的"相對論"力學知識時,就會進一步深入理解.

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動情況時，由于v________c，故可以認為物體的質(zhì)量不變,是常數(shù)．

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

【答案】靜質(zhì)量動質(zhì)量遠小于當物體速度接近于光速時，動質(zhì)量明顯大于靜質(zhì)量

【解析】

(1)物體的質(zhì)量是會隨形狀、位置、狀態(tài)的改變而改變，其質(zhì)量是指物體的靜質(zhì)量，運動的物體的質(zhì)量會隨它的運動速度而改變；(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),當它以速度v運動時的質(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)，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，因此在低速范圍內(nèi)研究宏觀物體的運動情況時，可以認為物體的質(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；由計算結(jié)果可知：當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。

練習冊系列答案
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【題目】2017年5月30日，“蛟龍?zhí)?/span>”載人潛水器在世界最深的馬里亞納海溝進行了本年度的第4潛，當?shù)貢r間7時03分開始下潛，10時21分抵達預定6700m深處，近距離在該深度處拍攝到了獅子魚游弋的影像，獲取到了基巖蝕變巖石、沉積物、生物和近底海水樣品，已知“蛟龍?zhí)?/span>”的總體積為84m3．（ρ海水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）

據(jù)此計算：

（1）“蛟龍?zhí)?/span>”潛水器下潛的速度為多大？（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

（2）“蛟龍?zhí)?/span>”潛水器未向水艙充水時的總質(zhì)量為22t，并且漂浮于海面上，求此時它排開海水的體積是多少？欲使“蛟龍?zhí)?/span>”完全浸沒，至少應向水艙中充多少噸海水？

（3）獅子魚頭部上表面1×10﹣4m2的面積上受到的海水壓力是多大？

（4）若將獲取到的巖石樣品取一小塊，用天平和量筒測出它的質(zhì)量和體積如圖所示，則該巖石的密度為多少千克每立方米？

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【題目】小宇同學在“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中，器材如圖甲所示，電源為兩節(jié)新的干電池，滑動變阻器上標有“10Ω1A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻各一個。

(1)請用筆畫線代替導線，把圖甲所示的電路補充完整____（滑片P向右滑，滑動變阻器接入電路的電阻變大）。

(2)小宇同學首先將5Ω定值電阻接入電路，再閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表示數(shù)到達某一數(shù)值，電流表的示數(shù)如圖乙所示，該示數(shù)為_______A。

(3)接下來，小宇同學應該 斷開開關(guān) ，將5Ω的電阻替換為10Ω、20Ω。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表示數(shù)為______V，將電流表示數(shù)記錄在表格中。

(4)由表格中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：在電壓一定時，電流與電阻成________（選填“正比”或“反比”）。本次探究中若換用30Ω的定值電阻接入電路，無論怎樣調(diào)節(jié)滑片P，電壓表示數(shù)始終_________（選填“大于”或“小于”）所需電壓。

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【題目】如下圖所示．是某研究性學習小組利用"220V 60W”的燈泡L1和"220V 15w”的燈泡L2所設(shè)計的四個電路圖。當把它們分別接人同一家庭電路中時，其中有一個電路消耗的功率最大，它消耗的最大功率為_______ W，消耗功率最小的電路圖是_______。

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（1）他們應采取的措施是①將游碼移至標尺左端的______刻度線處，②再將平衡螺母向______（左/右）移動．

（2）天平調(diào)節(jié)平衡后，小明按圖乙所示的方法來稱量物體的質(zhì)量，小江立即對小明說：“你操作時至少犯了兩個錯誤”．小江所說的兩個錯誤是：

①__________； ②_________．

（3）糾正錯誤后，當天平再次平衡時，所用砝碼和游碼位置如圖丙所示，所稱量物體的質(zhì)量為______g．

（4）測量結(jié)束時，小明發(fā)現(xiàn)剛才測量時，20g砝碼上沾有一小塊黑色污物，則物體的實際質(zhì)量______（大于/小于/等于）剛才的測量值．

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【題目】現(xiàn)代家庭電氣化程度越來越高，用電安全是一個十分突出的問題。下表提供了一組人體電阻數(shù)據(jù)。如圖所示，用電器R接在電壓為220V的電源上時，消耗電功率是1100W，電路中還有額定電流為10A的熔絲(俗稱保險絲)。則

(1)只有用電器R接入電路時，通過熔絲的電流為____A；

(2)一個潮濕的人赤腳站在地上，由于不小心，手接觸火線，發(fā)生觸電事故，則通過人體的電流是__________A；(上表電阻數(shù)據(jù)適用此人)

(3)熔絲不會“救”人命的原因是____。

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【題目】某家庭電路中安裝有“220V 10A”的空氣開關(guān)（未畫出），如圖是電路中的四種情況，開關(guān)全部閉合后，不會引起空氣開關(guān)“跳閘”的是（ ）

A. B. C. D.

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【題目】觀測日食不能用肉眼直接對著太陽，如果沒有專用的太陽濾鏡，可采用如圖所示的簡便方法：一是準備一盆黑墨水置于陽光下，在臉盆中觀察太陽的像，這是利用 成像原理；二是將手指展開互相垂直疊放，只留有小縫隙，對著陽光，在白紙上觀察太陽的像，這是利用了 成像的原理．日食的形成可以用 來解釋，此時太陽、地球、月球正好在同一直線上，處在中間位置的是 ．

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