2022-2023學(xué)年人教版必修第二冊 第七章 5.相對論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性 作業(yè)

PAGE7-5.相對論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性1.寫出相對論的兩個(gè)效應(yīng)及關(guān)系式:(1)。

(2)。

2.思考:牛頓力學(xué)的適用范圍?3.判斷下列說法正確的是。

①一根桿的長度不會因?yàn)橛^察者是否與桿做相對運(yùn)動而不同,這是經(jīng)典物理學(xué)家的觀點(diǎn)②一根桿的長度靜止時(shí)為l0,不管桿如何運(yùn)動,桿的長度均小于l0③“動鐘變慢”是時(shí)鐘的精度因運(yùn)動而發(fā)生了變化④長度、時(shí)間的測量結(jié)果會隨物體與觀察者的相對運(yùn)動狀態(tài)的改變而改變⑤高速運(yùn)動的飛船中的航天員發(fā)現(xiàn)地面的時(shí)鐘變慢了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動定律,但它也有自己的局限性,以下說法正確的是()A.經(jīng)典力學(xué)適用于研究接近光速運(yùn)行的物體的規(guī)律B.經(jīng)典力學(xué)一般不適用于微觀粒子C.經(jīng)典力學(xué)和相對論是完全對立的D.研究在高速公路上行駛的汽車的運(yùn)動規(guī)律不適用牛頓運(yùn)動定律2.關(guān)于經(jīng)典力學(xué),下列說法正確的是 ()A.相對論否定了經(jīng)典力學(xué)理論B.經(jīng)典力學(xué)可以解決自然界中所有的問題C.經(jīng)典力學(xué)適用于微觀領(lǐng)域質(zhì)子、電子的運(yùn)動D.經(jīng)典力學(xué)適用于發(fā)射的導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船的運(yùn)動3.經(jīng)典力學(xué)有一定的適用范圍和局限性,不適合用經(jīng)典力學(xué)描述的運(yùn)動是 ()A.子彈的飛行B.飛船繞地球的運(yùn)行C.列車的運(yùn)行D.粒子接近光速的運(yùn)動4.慣性系S中有一邊長為l的正方形,從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖像是圖中的 ()5.某星際飛船正在遙遠(yuǎn)的外太空飛行,假如它的速度可以達(dá)到0.7c,在地球上觀測到其經(jīng)過8.76×104h的時(shí)間到達(dá)某星球,則在飛船上的人看來,其到達(dá)此星球需要的時(shí)間是 ()A.8.76×104h B.6.26×104hC.12.27×104h D.16.52×104h6.關(guān)于經(jīng)典力學(xué),下列說法正確的是 ()A.僅適用于微觀粒子的運(yùn)動B.適用于宏觀物體的低速運(yùn)動C.經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量與其運(yùn)動速度有關(guān)D.經(jīng)典力學(xué)中,物體的長度與其運(yùn)動速度有關(guān)7.物理學(xué)的發(fā)展極大地豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識,推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命,促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步,對物理學(xué)中運(yùn)動與力的發(fā)展過程和研究方法的認(rèn)識,下列說法正確的是 ()A.伽利略對自由落體運(yùn)動研究方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)結(jié)合起來,從而發(fā)展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法B.伽利略正確認(rèn)識運(yùn)動和力的關(guān)系,同時(shí)建立慣性定律C.牛頓運(yùn)動定律是研究動力學(xué)問題的基石,牛頓三定律對于微觀、高速的運(yùn)動情景也適用D.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,并給出了引力常量的數(shù)值8.如圖,沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C,假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛,當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光時(shí),列車上的觀察者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是 ()A.同時(shí)被照亮 B.A先被照亮C.C先被照亮 D.無法判斷9.如圖所示,豎直墻上掛著一個(gè)時(shí)鐘,地面上的靜止的觀察者A觀察到鐘的面積為S,另一觀察者B以0.8c的速度沿平行于y軸方向運(yùn)動,觀察到鐘的面積為S'。則S和S'的大小關(guān)系是 ()A.S>S' B.S=S'C.S<S' D.無法判斷10.如圖所示,假設(shè)一根10m長的梭鏢以光速穿過一根10m長的管子,它們的長度都是在靜止?fàn)顟B(tài)下測量的。以下敘述中最好地描述了梭鏢穿過管子情況的是 ()A.梭鏢收縮變短,因此在某些位置上,管子能完全遮住它B.管子收縮變短,因此在某些位置上,梭鏢從管子的兩端伸出來C.兩者都收縮,且收縮量相等,因此在某個(gè)位置,管子恰好遮住梭鏢D.所有這些都與觀察者的運(yùn)動情況有關(guān)11.帶電π介子靜止時(shí)的平均壽命是2.6×10-8s,某加速器射出的帶電π介子的速率是2.4×108m/s。求:在實(shí)驗(yàn)室中測得這種粒子的平均壽命。5.相對論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性必備知識落實(shí)1.(1)時(shí)間延緩效應(yīng);Δt=Δ(2)長度收縮效應(yīng);l=l012.只適用于低速運(yùn)動,不適用于高速運(yùn)動;只適用于宏觀世界,不適用于微觀世界。3.①④⑤知能素養(yǎng)進(jìn)階1.B經(jīng)典力學(xué)適用于研究宏觀低速物體的運(yùn)動,而不適用于研究接近光速運(yùn)行的物體的規(guī)律,A錯(cuò)誤;經(jīng)典力學(xué)適用于研究宏觀低速物體的運(yùn)動,一般不適用于微觀粒子,B正確;相對論是在經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,不是對經(jīng)典力學(xué)的全面否定,C錯(cuò)誤;研究在高速公路上行駛的汽車的運(yùn)動規(guī)律適用牛頓運(yùn)動定律,D錯(cuò)誤。2.D相對論與量子力學(xué)并不否定經(jīng)典力學(xué)理論,經(jīng)典力學(xué)是相對論在低速(即物體的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速)的條件下的近似,A錯(cuò)誤;經(jīng)典力學(xué)不能解決自然界中微觀粒子以及高速運(yùn)動的問題,B錯(cuò)誤;經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀領(lǐng)域質(zhì)子、電子的運(yùn)動,量子力學(xué)適用于微觀粒子,C錯(cuò)誤;經(jīng)典力學(xué)適用于發(fā)射的導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等宏觀、低速運(yùn)動的物體,D正確。3.D經(jīng)典力學(xué)的局限性是宏觀物體及低速運(yùn)動。當(dāng)達(dá)到高速時(shí),經(jīng)典力學(xué)就不再適用。子彈的飛行、飛船繞地球的運(yùn)行及列車的運(yùn)行都屬于低速,經(jīng)典力學(xué)能適用。而粒子接近光速運(yùn)動,則經(jīng)典力學(xué)就不再適用,故選D。4.C由l=l01-(vc)2可知,沿速度方向即x方向的長度變短了,而垂直于速度方向,即y5.BΔt'=Δt1-v2c2=8.76×104×0.6.B經(jīng)典力學(xué)適用條件為:宏觀、低速,對微觀、高速運(yùn)動不再適用,A錯(cuò)誤,B正確;在相對論力學(xué)中,物體的質(zhì)量、長度與其運(yùn)動速度有關(guān);經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量、長度與其運(yùn)動速度無關(guān),C、D錯(cuò)誤。7.A伽利略對自由落體運(yùn)動研究方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)結(jié)合起來,從而發(fā)展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法,A正確;牛頓正確認(rèn)識運(yùn)動和力的關(guān)系,同時(shí)建立慣性定律,B錯(cuò)誤;牛頓運(yùn)動定律是研究動力學(xué)問題的基石,牛頓三定律適用于宏觀、低速的運(yùn)動情景,對于微觀、高速的運(yùn)動情景不適用,C錯(cuò)誤;牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,卡文迪什測出了引力常量的數(shù)值,D錯(cuò)誤。8.C列車上的觀察者看到的是由B發(fā)出后經(jīng)過A和C反射的光,由于列車在這段時(shí)間內(nèi)向C運(yùn)動,靠近C而遠(yuǎn)離A,所以C的反射光先到達(dá)列車上的觀察者,觀察者測得C先被照亮,故C正確。9.A觀察者B以0.8倍光速沿平行于y軸方向運(yùn)動,根據(jù)狹義相對論的長度收縮效應(yīng)可知,B觀察到的鐘沿y軸方向的直徑將減小,而沿z軸方向的直徑不變,鐘的面積比地面上靜止的觀察者觀察到的面積要小,即S>S',故A正確。10.D如果你是在相對于管子靜止的參