一、从低速到高速
[导学探究] (1)在经典力学和狭义相对论中,物体的质量有何不同?
(2)在经典力学和狭义相对论中,位移和时间的测量结果在不同参考系中有何区别?
答案 (1)在经典力学中,物体的质量不随运动状态的改变而改变,而在狭义相对论中,质量要随着物体运动速度的增大而增大.
(2)在经典力学中,同一过程的位移和时间的测量结果在不同参考系中是相同的;在狭义相对论中,同一过程的位移和时间的测量结果在不同参考系中是不同的.
[知识深化]
1.低速与高速
(1)低速:通常所见物体的运动,如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体皆为低速运动物体.
(2)高速:有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近,这样的速度称为高速.
2.速度对质量的影响
(1)在经典力学中,物体的质量不随运动状态的改变而改变.
(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是物体静止时的质量,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,质量的测量结果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,需要用相对论知识来处理.
4.位移、时间与参考系的关系
经典力学认为位移和时间的测量与参考系无关,相对论认为,同一过程的位移和时间的测量与参考系有关,在不同的参考系中测量结果不同.
例1 关于物体的质量,下列说法不正确的是( )
A.在经典力学中,物体的质量是保持不变的
B.在经典力学中,物体的质量随物体的速度变化而变化
C.在狭义相对论中,物体静止时的质量最小
D.在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大
答案 B
解析 在经典力学中,物体的质量是保持不变的,故选项A正确,B错误;在狭义相对论中