(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,需要用相对论知识来处理。
[典例] 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?
[审题指导]
(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
对物理规律,要明确其适用范围,避免受思维定式影响。
1.(多选)对于公式m=,下列说法中正确的是( )
A.式中的m0是物体以速度v运动时的质量
B.当物体的运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量改变了,故经典力学不适用,是不正确的
C.当物体以较小速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速