人教版 (2019)必修 第二册5 相对论时空观与牛顿力学的局限性优秀课时作业

这是一份人教版 (2019)必修 第二册5 相对论时空观与牛顿力学的局限性优秀课时作业，共28页。PPT课件主要包含了梳理主干新知初感悟，长度收缩效应，典例一，典例二，典例三，典例四，基础练习等内容，欢迎下载使用。

第五节|相对论时空观与牛顿力学的局限性
一、相对论时空观1、在不同的参考系中，光的传播速度都是（一样的）。2、相对论的两个基本假设：在不同的（惯性参考系）中，物理规律的形式都是相同的；真空中的（光速）在不同的惯性参考系中大小都是相同的。
时间延缓效应和长度收缩效应
1、时间延缓效应假设一列火车沿平直轨道飞快地匀速行驶。车厢中央的光源发出了一个闪光，闪光照到了车厢的前壁和后壁。车上的观察者以车厢为参考系，因为车厢是个惯性系，光向前、后传播的速率相同，光源又在车厢的中央，闪光当然会同时到达前后两壁(图甲)。
对于车下的观察者来说，他以地面为参考系，因闪光向前、后传播的速率对地面也是相同的，在闪光飞向两壁的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程长些。他观测到的结果应该是:闪光先到达后壁，后到达前壁(图乙)。因此，这两个事件不是同时发生的。
2、在地面附近有一高速飞过的火箭.关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的是(  )A.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变快了 B.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了 C.火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化 D.火箭上的人看到地面物体长度变小,时间进程变慢了
二、牛顿力学的成就与局限性
1、经典力学的巨大成就：（1）从地面上物体的运动到天体的运动。（2）从大气的流动到地壳的变动。（3）从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械。（4）从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动。（5）从投出篮球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞船……
牛顿运动定律的适用范围
宏观：能用通常方法测量与观察的物体。低速：远小于光速的速度弱引力:物体的半径远小于引力半径时物体之间存在的作用力。
高速、低速低速：远小于光速的速度为低速，通常所见的物体的运动，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的运动皆为低速运动。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。
3、关于经典力学,下列说法正确的是( )A.经典力学完全适用于宏观、低速运动B.经典力学取得了巨大成就,是普遍适用的C.随着物理学的发展,经典力学将逐渐成为过时的理论D.由于相对论、量子力学的提出,经典力学已经失去了它的应用价值
解题思路：经典力学完全适用于宏观、低速运动的物体,宏观物体是相对于微观粒子而言的,故A正确；经典力学取得了巨大的成就,但它也具有一定的局限性,并不是普遍适用的,故B错误;在微观高速情况下,要用量子力学和相对论来解释,但是并不会因为相对论和量子力学的出现,就否定了经典力学,经典力学仍然是正确的,不会过时,也不会失去价值,故C、D错误。答案：A
4、下列说法中正确的是( )A.在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中,物体的质量也不随运动状态而改变B.在经典力学中,物体的质量随运动速度的增加而减小,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大C.在经典力学中,物体的质量是不变的,在狭义相对论中,物体的质量随物体的速度的增大而增大D.上述说法都是错误的
解题思路：经典力学研究的是低速运动,在低速运动中,物体的质量增大十分微小,可以忽略,即认为物体的质量是不变的;但当物体的速度可以与光速相比时,速度对质量有着较大的影响,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.所以C项正确.答案：C
1、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是( )A.牛顿发现了万有引力定律B.牛顿通过实验证实了万存引力定律C.相对论的创立表明经典力学已不再适用D.爱因斯坦建立了狭义相对论,把物理学推广到高速领域
解析：万有引力定律是牛顿发现的,但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的,故A正确,B错误;相对论并没有否定经典力学,经典力学对于低速、宏观物体的运动仍适用,故C错误;狭义相对论的建立,是人类取得的重大成就,从而把物理学推广到高速领域,故D正确。答案：AD
2、 20世纪以来,人们发现了一些新的事实, 而经典力学却无法解释。经典力学只适用于解决物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题,只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子。下列说法正确的是(   )A.随着认识的发展,经典力学已成了过时的理论 B.人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的 C.不同领域的事物各有其本质与规律 D.人们应当不断扩展认识,在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
解析：相对论和量子力学的出现,并没有否定经典力学,经典力学是相对论和量子力学在低速、宏覌条件下的特殊情形,故A错误;相对论和量子力学适用于高速、 微现的物体,补充了经典力学的不足,说明不同领域的事物各有其本质与规律,故C正确;人们对客观世界的认识要受到所处时代的客观条件和科学水平的制约,所以形成的看法也都具有一定的局限性,人们只有不断扩展自己的认识,才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规侓,故BD正确。答案：BCD
3、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命,主要是因为(   )A.否定了经典力学的绝对时空观 B.揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 C.打破了经典力学体系的局限性 D.使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界
解析：经典力学的绝对时空观适用于宏观低速物体,相对论仅是证明其不适用微观、高速物体,所以选项A错误; 运动的钟变慢,运动的尺縮短,运动物体的质量变大,这是狭义相对论的几个重要的效应,揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性,选项B正确;爱因斯坦相对论解释了经典牛顿力学不能解释的高速、微观范围,但狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系,指出它们都服从狭义相对性原理,它打破了经典力学体系的局限性,选项C正确;普朗克提出的量子理论使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界,选项D错误。答案：BC
4、下列适合用牛顿运动定律研究的是(   )A.研究高速运动的电子 B.研究月球绕地球的运转情况 C.研究运动员百米跑的情况 D.研究火车从广州开往深圳的运动解析：经典力学只适用于处理宏观物体的低速运动。故BCD正确,A错误。答案：BCD
5、下列有关长度的相对性理解正确的是(   )A.经典物理学家认为物体的长度与物体是否相对观察者运动无关 B.当一直杆沿自身方向运动时长度变小 C.无论直杆沿什么方向运动,直杆的长度均不变 D.当两平行的直杆沿自身方向做相对运动时,则与两直杆共同运动的两观察者认为对方的直杆的长度没变