题目内容
【题目】物体的质量真的会不变吗?
在现有的物理知识的基础上,同学们会肯定地认为物体的质量是不会随形状、位置、状态的改变而改变的,物体的质量是常数.这个认识并没有错,但这是对静止的物体的质量而言.如果对运动的物体而言,物体的质量是否还是始终不变呢?根据爱因斯坦的“相对论“,运动的物体的质量会随它的运动速度而改变.他的理论是:设一个物体静止时的质量为m0(又称为静质量),当它以速度v运动时的质量为m(又称为动质量),则动质量与静质量及其速度的关系遵循以下规律:
m=(其中c为光速)
根据以上公式我们可以计算出:
一个静质量m0=1kg的物体,当它以v1=300m/s和v2=15×104km/s 运动时,其动质量分别为:m1=1.000 000 000 0005kg、m2=1.15kg,由此可知,物体的动质量比静质量大,且物体的运动速度越大,其动质量越大.从m1值可看出,在低速(相对光速而言)范围内,物体的动质量与静质量相关甚微,其差值可以忽略不计.因此在低速范围内研究宏观物体的运动情况时,可以认为物体的质量是不变的,是常数.
但在微观世界里,由于电子、质子等基本粒子的静质量都很小,而其运动速度又很容易接近光速,这时它们的质量随速度的改变就不可忽视.关于这样的问题,同学们将来有机会学习爱因斯坦的“相对论“力学知识时,就会进一步深入理解.
请根据刚才的阅读,回答下列问题:
(1)我们认为物体的质量是不随形状、位置、状态的改变而改变,其质量是指物体的
_____,而_____会随物体的运动速度而改变.
(2)根据爱因斯坦的理论,物体两种质量及其速度的关系遵循的规律是:
m=
其中m是指动质量,m0是指静质量,c为3×108m/s.在研究宏观物体的运动情况时,由于v_____c,故可以认为物体的质量不变,是常数.
(3)设m0=100kg,当它以2.4×108m/s的速度运动时,求其动质量___,并分析结果,你可得到一个什么结论________?
【答案】 静质量 动质量 远小于 m=167kg 当物体速度接近光速时,其动质量显著大于静质量,其质量随速度而改变就不可忽视了.
【解析】解:(1)我们认为物体的质量是不随形状、位置、状态的改变而改变,其质量是指物体的静质量,运动的物体的质量会随它的运动速度而改变;
(2)根据爱因斯坦的理论,设一个物体静止时的质量为m0(又称为静质量),当它以速度v运动时的质量为m(又称为动质量),则动质量与静质量及其速度的关系遵循以下规律:m=(其中c为光速);在低速(相对光速而言)范围内,v远小于c时,物体的动质量与静质量相差甚微,其差值可以忽略不计,因此在低速范围内研究宏观物体的运动情况时,可以认为物体的质量是不变的,是常数.
(3)将m0=100kg,v=2.4×108m/s代入公式m=得m=167kg;由计算结果可知:当物体速度接近光速时,其动质量显著大于静质量,其质量随速度而改变就不可忽视了。
【题目】在“制作橡皮筋测力计”的活动中,同学们发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长.根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想(见图).究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想.
(1)要完成实验,除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是 ______ .
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
1 | 拉力(钩码总重)F/N | 0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
2 | 橡皮筋的总长度L/cm | 4.5 | 5.1 | 5.7 | 6.3 | 6.9 | 7.5 |
3 | 橡皮筋伸长的长度△L/cm | 0 | 0.6 | 1.2 | 2.4 | 3.0 |
①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0= ______ cm.
②请将表格中第3行的数据补充完整_____.
③要判断小丽的猜想是否正确,应对表格中的哪两行数据进行分析比较?
答:应对 ______ (选填序号)两行数据进行比较.
④分析表格中的数据,你认为实验能初步验证谁的猜想是正确的?答: ______ .
你是如何分析数据并做出此判断的?请简要写出你的判断依据: ______ .