【学案导学 备课精选】高中物理 6.1经典时空观 6.2狭义相对论的两个基本假设同步练习（含解析）新人教版选修34.doc

第六章相对论第1节经典时空观第2节狭义相对论的两个基本假设1如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做_相对一个惯性系做_的另一个参考系也是惯性系在任何惯性系中，力学规律都是一样的，都可以用_来描述，这一结论称为伽利略相对性原理2经典时空观认为，时间和空间是恒定_的，_的3狭义相对论的两个基本假设：(1)狭义相对性原理(爱因斯坦相对性原理)为在不同的惯性参考系中，_都是相同的(2)光速不变原理：_的光速在_中都是相同的4某地发生洪涝灾害，灾情紧急，特派一飞机前往，飞机在某高度做匀速直线运动，投放一包救急品，灾民看到物品做曲线运动，飞行员看到物品做自由落体运动，物品刚好落到灾民救济处，根据经典时空观，则下列说法正确的是()a飞机为非惯性参考系 b飞机为惯性参考系c灾民为非惯性参考系 d灾民为惯性参考系5关于狭义相对论，下列说法不正确的是()a狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的b狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关c狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系d狭义相对论任何情况下都适用概念规律练知识点一伽利略相对性原理及伽利略速度变换1一辆匀速行驶的汽车车厢内，实验者是否可以不受场地的影响，来进行用单摆测重力加速度的实验？2如图1所示，在列车车厢的光滑水平底面上有一个质量为m5 kg的小球，正随车厢一起以20 m/s的速度匀速前进现在给小球一个水平向前的f5 n的拉力作用，求经10 s时，车厢里的观察者和地面的观察者看到小球的速度分别是多少？图1知识点二光速不变原理3判断下面说法中正确的是()a在以c沿竖直方向升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比c大b在以c沿竖直方向升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比c小c在以c沿竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光对地速度为cd在以c沿竖直方向升空的火箭上向任一方向发出的光对地速度都为c4考虑以下几个问题：图2(1)如图2所示，参考系o相对于参考系o静止时，人看到的光速应是多少？(2)参考系o相对于参考系o以速度v向右运动时，人看到的光速应是多少？(3)参考系o相对于参考系o以速度v向左运动时，人看到的光速又是多少？方法技巧练经典相对性原理的理解技巧5在不同的惯性参考系中，物体的运动情况可能不同例如在匀速行驶的车上看，座位上的人是静止的，在地面看，座位上的人是运动的；在匀速行驶的船上看，桅杆上掉下来的物体在做自由落体运动，在岸边看，物体在做平抛运动它们在不同的惯性系中遵从的力学规律一样吗？也就是说，地面物体的运动要遵守牛顿运动定律，车上、船上的物体是否也要遵守牛顿运动定律呢？6下列物体的运动服从经典力学规律的是()a自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动b发射导弹、人造卫星、宇宙飞船的运动c物体运动的速率接近真空中的光速d地球绕太阳的运动1下列说法中正确的是()a17世纪末期，以经典力学、热力学与统计物理学、电磁场理论为主要内容的物理学形成了完整的科学体系b1632年爱因斯坦发表了关于两个世界体系的对话c牛顿运动定律仅在惯性系中才能成立d力学规律在任何惯性系中都是相同的，这个论述叫做伽利略相对性原理2关于牛顿力学的适用范围，下列说法正确的是()a适用于宏观物体b适用于微观物体c适用于高速运动的物体d适用于低速运动的物体3通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的参考系看成惯性系，若以下列系统为参考系，则其中属于非惯性系的有()a停在地面上的汽车b绕地球做匀速圆周运动的飞船c在大海上匀速直线航行的轮船d以较大速度匀速运动的磁悬浮列车4根据伽利略相对性原理，可以得到下列结论()a力学规律在任何惯性系中都是相同的b同一力学规律在不同的惯性系中可能不同c在一个惯性参照系里不能用力学实验判断该参照系是否在匀速运动d在一个惯性参照系里可以用力学实验判断该参照系是否在匀速运动5有下列几种说法：所有惯性系对物理基本规律都是等价的；在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关；在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同关于上述说法()a只有是正确的 b只有是正确的c只有是正确的 d三种说法都是正确的6.伽利略相对性原理是_7狭义相对论的两个基本假设是_；_.8火箭以0.50c的速度离开地球，从火箭上向地球发射一个光信号火箭上测得光离开的速度是c.根据经典运动学，光到达地球时测得的速度是多少？根据狭义相对性原理呢？9飞船在高空以c的速度向目标飞行，从飞船上向目标方向发射一个光信号，则在地面的观察者看光信号的速度是1.1c吗？10.如图3所示，爱因斯坦通过研究“磁体相对于导体回路运动时，导体回路就会感应出电流”这一现象，发现了经典物理学的什么破绽？图311假若你坐在火车中，在车厢地板上有一光滑的小球在某段时间内，球相对于你不滚动，则此时的火车能否看成是惯性参考系？若某段时间内，你发现球加速离你而去，则此时的火车能否看成是惯性参考系？第六章相对论第1节经典时空观第2节狭义相对论的两个基本假设答案课前预习练1惯性参考系匀速直线运动牛顿定律2独立互不相关3(1)一切物理规律(2)真实不同的惯性参考系4bd物品投放后，仅受重力作用，飞行员看到物品是做初速度为零的自由落体运动，符合牛顿运动定律，故飞机为惯性参考系，b对；而地面上的人员看到物品做初速度不为零的抛体运动，也符合牛顿运动定律，d也对5d由狭义相对论原理可知d错误课堂探究练1可以进行用单摆测重力加速度的实验解析匀速行驶的汽车属于惯性系，所以他能够完成这个实验，且与地面上的结果无异点评(1)地球以及相对于地球做匀速直线运动的参考系为惯性系(2)力学规律在任何惯性系中都是相同的210 m/s30 m/s解析对车上的观察者物体的初速度v00，加速度a1 m/s210 s时速度v1at10 m/s.对地上的观察者解法一物体初速度v020 m/s加速度相同a1 m/s210 s末速度v2v0at30 m/s.解法二根据速度合成法则v2v1v0(1020) m/s30 m/s.点评在两个惯性系中，虽然观察到的结果并不相同，一个10 m/s，另一个30 m/s，但我们却应用了同样的运动定律和速度合成法则也就是说，力学规律在任何惯性系中都是相同的3cd根据狭义相对论的基本假设光速不变原理可知：真空中的光速相对于火箭的速度为c，相对于地面的速度也为c，对不同的惯性系是相同的，因此c、d正确，a、b错误4(1)c(2)c(3)c解析根据狭义相对论光速不变原理知，都应为c.点评光速不变原理指的是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的5都遵从相同的力学规律解析根据狭义相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的所以不管地面上的运动物体，还是车上的、船上的物体都遵从相同的力学规律6abd经典力学规律只适用于宏观低速物体的运动，所以a、b、d正确当物体的速率接近真空中的光速时，就不适合用经典力学来解释了，c错误方法总结理解经典相对性原理要抓住两点：(1)惯性参考系是指地球以及相对地球做匀速直线运动的参考系；(2)力学规律在任何惯性系中都相同，即同一物体相对于不同的惯性系，讨论其运动时，所采用的运动规律和速度合成法则是相同的课后巩固练1cd由经典的相对性原理可知c、d正确2ad由经典力学的局限性可知a、d正确3b由惯性系和非惯性系的概念可知b正确4ac由伽利略相对性原理可知a、c正确5d6力学规律在任何惯性系中都是相同的，或者说，任何惯性参考系都是平权的7狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的80.5cc解析据经典运动学v0.5c，据狭义相对性原理：光速不变，到达地球时光速为c.9不是，光信号相对地面的观察者速度仍然是c.解析由经典力学的相对性原理可知，光信号相对地面的速度vcc1.1c，但这一结论是错误的根据光速不变原理，真空中的光速相对于飞船为c，相对于地面也为c，对不同惯性参考系是相同的，这一判断已被迈克耳孙莫雷实验所证实方法点拨经典力学的结论具有一定的局限性，一般只适用于宏观物体的低速运动10见解析解析爱因斯坦针对这一个实验分析，“从磁体看，肯定没有电场；可是从导体回路看，却肯定有电场”于是，“电场的有无就成为相对的了