(2)对公式的理解
①如果车上的人的运动方向与火车的运动方向相反,则u′取负值。
②如果v≪c,u′≪c,则可忽略不计,这时相对论的速度变换公式可近似变为u=u′+v。
③如果u′与v的方向垂直或成其他角度时,情况比较复杂,上式不适用。
2.相对论质量
(1)质速关系式:以速度v高速运动的物体的质量m和静止时的质量m0有如下关系:m=。
(2)对质速关系式的理解
①式中m0是物体静止时的质量(也称为静质量),m是物体以速度v运动时的质量。这个关系式表明:物体的质量会随物体的速度的增大而增大。
②v≪c时,2≈0,此时有m=m0,也就是说:低速运动的物体,可认为其质量与物体运动状态无关。
③微观粒子的速度很高,因此粒子运动的质量明显大于静质量。
3.质能方程
E=mc2,式中m是物体的质量,E是它具有的能量。
对质能方程的理解:
质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量的关系:一定的质量总是和一定的能量相对应。
如果质量发生了变化,其能量也相应发生变化,ΔE=Δmc2,这个方程常应用在核能的开发和利用上。
例1 现在有一个静止的电子,被电压为107 V的电场加速后,质量增大了多少?其质量为多少?(m0=9.1×10-31 kg,e=1.6×10-19 C,c=3×108 m/s)
电子的能量变化时,如何求质量的变化?
提示:由ΔE=Δmc2可得Δm=。
[规范解答] 由动能定理,加速后电子增加的动能为:
ΔEk=eU=1.6×10-19×107 J=1.6×10-12 J,
由ΔEk=Δmc2得电子增加的质量为: