Question

【題目】物體的質量真的會不變嗎？

在現有的物理知識的基礎上，同學們會肯定地認為物體的質量是不會隨形狀、位置、狀態(tài)的改變而改變的，物體的質量是常數．這個認識并沒有錯，但這是對靜止的物體的質量而言．如果對運動的物體而言，物體的質量是否還是始終不變呢？根據愛因斯坦的“相對論“，運動的物體的質量會隨它的運動速度而改變．他的理論是：設一個物體靜止時的質量為m0（又稱為靜質量），當它以速度v運動時的質量為m（又稱為動質量），則動質量與靜質量及其速度的關系遵循以下規(guī)律：

m=（其中c為光速）

根據以上公式我們可以計算出：

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

但在微觀世界里，由于電子、質子等基本粒子的靜質量都很小，而其運動速度又很容易接近光速，這時它們的質量隨速度的改變就不可忽視．關于這樣的問題，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．

請根據剛才的閱讀，回答下列問題：

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

_____，而_____會隨物體的運動速度而改變．

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

m=

其中m是指動質量，m0是指靜質量，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量不變，是常數．

（3）設m0=100kg，當它以2.4×108m/s的速度運動時，求其動質量___，并分析結果，你可得到一個什么結論________？

Answer 1

【答案】 靜質量 動質量 遠小于 m=167kg 當物體速度接近光速時，其動質量顯著大于靜質量，其質量隨速度而改變就不可忽視了．

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

（2）根據愛因斯坦的理論，設一個物體靜止時的質量為m0（又稱為靜質量），當它以速度v運動時的質量為m（又稱為動質量），則動質量與靜質量及其速度的關系遵循以下規(guī)律：m=（其中c為光速）；在低速（相對光速而言）范圍內，v遠小于c時，物體的動質量與靜質量相差甚微，其差值可以忽略不計，因此在低速范圍內研究宏觀物體的運動情況時，可以認為物體的質量是不變的，是常數．

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