2018-2019学年教科版必修二 第五章 5.1牛顿力学的局限性 学案
2018-2019学年教科版必修二   第五章 5.1牛顿力学的局限性  学案第3页

2.速度对质量的影响

(1)在经典力学中,物体的质量不随速度而变。根据牛顿第二定律F=ma知,物体在力F作用下做匀变速运动,只要时间足够长,物体的运动速度就可以增加到甚至超过光速c。

(2)爱因斯坦的狭义相对论指出,物体的质量随速度的增大而增大,即m=,其中m0为物体静止时的质量,m是物体速度为v时的质量,c是真空中的光速。在高速运动时,质量的测量是与运动状态密切相关的。

3.速度对物理规律的影响:对于低速运动问题,一般用经典力学规律来处理。对于高速运动问题,经典力学已不再适用,需要用狭义相对论知识来处理。

[试题案例]

[例1] 如果真空中的光速c=3×108 m/s,当一个物体的运动速度v1=2.4×108 m/s时,质量为3 kg,当它的速度为v2=1.8×108 m/s时,质量为多少?

【思路点拨】 (1)物体的运动速度接近光速,物体的质量随物体运动速度的变化而变化。

(2)m1=3 kg是物体运动速度为v1时的质量,而不是物体的静止质量。

解析 由m=得==,代入数据解得=,所以m2=×3 kg=2.25 kg。

答案 2.25 kg

[针对训练1] 根据爱因斯坦的狭义相对论,质量要随着物体运动速度的增大而增大,即m=。请讨论:

(1)如果你使一个物体加速、加速、再加速,它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗?为什么?

(2)光有静止质量吗?如果有,情况将会怎样?