課時(shí)75相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性-高中物理練習(xí)分類(lèi)專(zhuān)題教案（人教版2019）

第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行課時(shí)7.5相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性了解絕對(duì)時(shí)空觀。知道狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)。理解時(shí)間延緩效應(yīng)和長(zhǎng)度收縮效應(yīng)。了解牛頓力學(xué)的成就與局限性。絕對(duì)時(shí)空觀絕對(duì)時(shí)空觀：時(shí)間與空間都是獨(dú)立于物體及其運(yùn)動(dòng)而存在的，時(shí)間與空間之間也完全沒(méi)有聯(lián)系。這種絕對(duì)時(shí)空觀，也叫牛頓力學(xué)時(shí)空觀。這與我們的日常經(jīng)驗(yàn)十分吻合。經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀(1)在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不隨速度的改變而改變的。

(2)在經(jīng)典力學(xué)中，同一物理過(guò)程發(fā)生的位移和對(duì)應(yīng)時(shí)間的測(cè)量結(jié)果在不同的參考系中是相同的。

相對(duì)論時(shí)空觀愛(ài)因斯坦的兩個(gè)假設(shè)(1)在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式都是相同的。(2)真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都是相同的。時(shí)間延緩效應(yīng)(1)經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為：某兩個(gè)事件，在不同的慣性參考系中觀察，它們的時(shí)間間隔總是相同的。(2)相對(duì)論的時(shí)空觀：某兩個(gè)事件，在不同的慣性參考系中觀察，它們的時(shí)間間隔是不同的。設(shè)Δτ表示相對(duì)事件發(fā)生地靜止的慣性參考系中觀測(cè)的兩事件的時(shí)間間隔，Δt表示相對(duì)事件發(fā)生地以速度v高速運(yùn)動(dòng)的參考系中觀測(cè)的同樣兩事件的時(shí)間間隔，它們之間的關(guān)系是Δt=Δτ1?長(zhǎng)度收縮效應(yīng)(1)經(jīng)典的時(shí)空觀：一條桿的長(zhǎng)度不會(huì)因?yàn)橛^察者是否與桿做相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不同。(2)相對(duì)論的時(shí)空觀：長(zhǎng)度也具有相對(duì)性，一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比靜止時(shí)的長(zhǎng)度小。與桿相對(duì)靜止的人測(cè)得桿長(zhǎng)為l0，沿著桿的方向，以v相對(duì)桿運(yùn)動(dòng)的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l，那么兩者之間的關(guān)系是l=l01?(vc)2。由于1?(3)在狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨物體的速度的增加而增加，用公式表示為m牛頓力學(xué)的成就與局限性牛頓力學(xué)的成就牛頓力學(xué)在日常生活領(lǐng)域里與實(shí)際相符合，在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有廣泛應(yīng)用，顯示了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性和牛頓力學(xué)的魅力。牛頓力學(xué)的局限性(1)牛頓力學(xué)只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)。對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，一般用牛頓力學(xué)來(lái)處理；對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，需要用相對(duì)論知識(shí)來(lái)處理。(2)牛頓力學(xué)只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。在微觀世界，電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子，不僅具有粒子性，同時(shí)還具有波動(dòng)性，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在很多情況下不能用牛頓力學(xué)知識(shí)來(lái)說(shuō)明。而量子力學(xué)能很好地描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?；A(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一相對(duì)論時(shí)空觀1.(2024浙江A9協(xié)作體期中聯(lián)考)2015年9月科學(xué)家探測(cè)到宇宙中距離我們13億光年的兩個(gè)黑洞合并而產(chǎn)生的引力波，填補(bǔ)了愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的最后一塊“拼圖”。關(guān)于相對(duì)論，下列說(shuō)法正確的是()A.經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間是相互關(guān)聯(lián)的B.相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變快C.在運(yùn)動(dòng)的參考系中測(cè)得的光速與其運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)D.同一物體的長(zhǎng)度不隨觀察者所處參考系的變換而改變2.(2024江蘇揚(yáng)州期中)如圖所示，在未來(lái)某年甲乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的乙，乙的飛行速度為0.5c，乙向甲發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則甲觀測(cè)到該光的傳播速度為()A.cB.0.4cC.0.1cD.0.5c3.(2024江蘇無(wú)錫第一中學(xué)月考)某次無(wú)錫市第一中學(xué)高一階段性質(zhì)量檢測(cè)物理考試時(shí)間為75分鐘，假定孫悟空豎直握著金箍棒以0.6c(c為真空中的光速)的速度從考場(chǎng)外飛過(guò)，速度方向與地球表面平行。則孫悟空觀察到此次考試時(shí)間、考場(chǎng)同學(xué)觀察到金箍棒的長(zhǎng)度的情況是()A.考試時(shí)間大于75分鐘，金箍棒的長(zhǎng)度變短B.考試時(shí)間大于75分鐘，金箍棒的長(zhǎng)度不變C.考試時(shí)間小于75分鐘，金箍棒的長(zhǎng)度變長(zhǎng)D.考試時(shí)間也是75分鐘，金箍棒的長(zhǎng)度變長(zhǎng)4.(2023上海華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)期末)如圖所示，位于教室中央的光源發(fā)出一個(gè)閃光，閃光照到了教室的前壁和后壁，已知教室的長(zhǎng)度為10m，真空中的光速為c。在平行于教室高速運(yùn)動(dòng)的太空飛船上的觀察者()A.測(cè)得照到前壁的光速度小于cB.觀測(cè)到飛船上的時(shí)間進(jìn)程比教室的慢C.測(cè)得教室的長(zhǎng)度小于10mD.觀察到光同時(shí)到達(dá)前、后壁5.如圖所示，慣性系S中有一棱長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體，從相對(duì)S系沿x方向接近光速勻速飛行的飛行器上觀察，則該正方體的形狀是()ABCD題組二牛頓力學(xué)的成就與局限性6.(2023浙江寧波效實(shí)中學(xué)期中)下列關(guān)于力學(xué)發(fā)展的描述符合物理學(xué)史實(shí)的是()A.相對(duì)論的提出否定了牛頓力學(xué)B.牛頓提出光速是自然界中速度的極限C.牛頓力學(xué)適用于微觀領(lǐng)域中的力學(xué)現(xiàn)象D.牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)體系的基礎(chǔ)7.(2023湖南常德期中)關(guān)于牛頓力學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)，下列說(shuō)法正確的是()A.不論是宏觀物體還是微觀粒子，牛頓力學(xué)和量子力學(xué)都適用B.牛頓力學(xué)適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，相對(duì)論適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體C.牛頓力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，量子力學(xué)適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)D.相對(duì)論與量子力學(xué)否定了牛頓力學(xué)理論

答案與分層梯度式解析第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行5相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.C經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間是獨(dú)立于物體及其運(yùn)動(dòng)而存在的，A錯(cuò)誤；根據(jù)鐘慢效應(yīng)，相對(duì)論時(shí)空觀認(rèn)為相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢，B錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦的光速不變?cè)砜芍?，在運(yùn)動(dòng)的參考系中測(cè)得的光速與其運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，C正確；根據(jù)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)，相對(duì)論時(shí)空觀認(rèn)為同一物體的長(zhǎng)度會(huì)隨觀察者相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)而改變，D錯(cuò)誤。2.A根據(jù)光速不變?cè)恚谝磺袘T性參考系中測(cè)量到真空中的光速c都一樣，而甲所處參考系為慣性參考系，因此甲觀測(cè)到的光速為c，A正確。3.B當(dāng)孫悟空豎直握著金箍棒以0.6c的速度從考場(chǎng)外飛過(guò)，速度方向與地球表面平行，根據(jù)時(shí)間延緩效應(yīng)，可知孫悟空觀察到此次考試時(shí)間大于75分鐘；根據(jù)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)，可知考場(chǎng)同學(xué)觀察到金箍棒變細(xì)，但長(zhǎng)度不變，B正確。4.C根據(jù)光速不變?cè)?，不論光源與觀察者之間做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的，等于c，故A錯(cuò)誤；教室相對(duì)于飛船向左運(yùn)動(dòng)，則光到前壁的路程變短，飛船上的觀察者觀察到光先到達(dá)前壁，D錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，知太空飛船上的觀察者觀察到教室中的時(shí)鐘變慢，即觀測(cè)到飛船上的時(shí)間進(jìn)程比教室的快，教室的長(zhǎng)度變短，小于10m，B錯(cuò)誤，C正確。5.D根據(jù)相對(duì)論時(shí)空觀的長(zhǎng)度收縮效應(yīng)可知，沿x軸方向正方體棱長(zhǎng)縮短，而沿y軸和z軸方向正方體棱長(zhǎng)沒(méi)有改變，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。6.D愛(ài)因斯坦的相對(duì)論只否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，沒(méi)有否定整個(gè)牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是相對(duì)論物理學(xué)在低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的近似，A錯(cuò)誤；愛(ài)因斯坦提出了相對(duì)論，他認(rèn)為真空中的光速是自然界中速度的極限，故B錯(cuò)誤；經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速物體，對(duì)于微觀、高速物體不再適用，C錯(cuò)誤；牛頓三大運(yùn)動(dòng)定