2022-2023学年人教版必修第二册 第七章 5.相对论时空观与牛顿力学的局限性 作业

PAGE7-5.相对论时空观与牛顿力学的局限性1.写出相对论的两个效应及关系式:(1)。

(2)。

2.思考:牛顿力学的适用范围?3.判断下列说法正确的是。

①一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同,这是经典物理学家的观点②一根杆的长度静止时为l0,不管杆如何运动,杆的长度均小于l0③“动钟变慢”是时钟的精度因运动而发生了变化④长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对运动状态的改变而改变⑤高速运动的飞船中的航天员发现地面的时钟变慢了经典力学的基础是牛顿运动定律,但它也有自己的局限性,以下说法正确的是()A.经典力学适用于研究接近光速运行的物体的规律B.经典力学一般不适用于微观粒子C.经典力学和相对论是完全对立的D.研究在高速公路上行驶的汽车的运动规律不适用牛顿运动定律2.关于经典力学,下列说法正确的是 ()A.相对论否定了经典力学理论B.经典力学可以解决自然界中所有的问题C.经典力学适用于微观领域质子、电子的运动D.经典力学适用于发射的导弹、人造卫星、宇宙飞船的运动3.经典力学有一定的适用范围和局限性,不适合用经典力学描述的运动是 ()A.子弹的飞行B.飞船绕地球的运行C.列车的运行D.粒子接近光速的运动4.惯性系S中有一边长为l的正方形,从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是图中的 ()5.某星际飞船正在遥远的外太空飞行,假如它的速度可以达到0.7c,在地球上观测到其经过8.76×104h的时间到达某星球,则在飞船上的人看来,其到达此星球需要的时间是 ()A.8.76×104h B.6.26×104hC.12.27×104h D.16.52×104h6.关于经典力学,下列说法正确的是 ()A.仅适用于微观粒子的运动B.适用于宏观物体的低速运动C.经典力学中,物体的质量与其运动速度有关D.经典力学中,物体的长度与其运动速度有关7.物理学的发展极大地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,促进了人类文明的进步,对物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识,下列说法正确的是 ()A.伽利略对自由落体运动研究方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法B.伽利略正确认识运动和力的关系,同时建立惯性定律C.牛顿运动定律是研究动力学问题的基石,牛顿三定律对于微观、高速的运动情景也适用D.牛顿发现了万有引力定律,并给出了引力常量的数值8.如图,沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C,假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光时,列车上的观察者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是 ()A.同时被照亮 B.A先被照亮C.C先被照亮 D.无法判断9.如图所示,竖直墙上挂着一个时钟,地面上的静止的观察者A观察到钟的面积为S,另一观察者B以0.8c的速度沿平行于y轴方向运动,观察到钟的面积为S'。则S和S'的大小关系是 ()A.S>S' B.S=S'C.S<S' D.无法判断10.如图所示,假设一根10m长的梭镖以光速穿过一根10m长的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子情况的是 ()A.梭镖收缩变短,因此在某些位置上,管子能完全遮住它B.管子收缩变短,因此在某些位置上,梭镖从管子的两端伸出来C.两者都收缩,且收缩量相等,因此在某个位置,管子恰好遮住梭镖D.所有这些都与观察者的运动情况有关11.带电π介子静止时的平均寿命是2.6×10-8s,某加速器射出的带电π介子的速率是2.4×108m/s。求:在实验室中测得这种粒子的平均寿命。5.相对论时空观与牛顿力学的局限性必备知识落实1.(1)时间延缓效应;Δt=Δ(2)长度收缩效应;l=l012.只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。3.①④⑤知能素养进阶1.B经典力学适用于研究宏观低速物体的运动,而不适用于研究接近光速运行的物体的规律,A错误;经典力学适用于研究宏观低速物体的运动,一般不适用于微观粒子,B正确;相对论是在经典力学的基础上发展起来的,不是对经典力学的全面否定,C错误;研究在高速公路上行驶的汽车的运动规律适用牛顿运动定律,D错误。2.D相对论与量子力学并不否定经典力学理论,经典力学是相对论在低速(即物体的速度远远小于光速)的条件下的近似,A错误;经典力学不能解决自然界中微观粒子以及高速运动的问题,B错误;经典力学不适用于微观领域质子、电子的运动,量子力学适用于微观粒子,C错误;经典力学适用于发射的导弹、人造卫星、宇宙飞船等宏观、低速运动的物体,D正确。3.D经典力学的局限性是宏观物体及低速运动。当达到高速时,经典力学就不再适用。子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属于低速,经典力学能适用。而粒子接近光速运动,则经典力学就不再适用,故选D。4.C由l=l01-(vc)2可知,沿速度方向即x方向的长度变短了,而垂直于速度方向,即y5.BΔt'=Δt1-v2c2=8.76×104×0.6.B经典力学适用条件为:宏观、低速,对微观、高速运动不再适用,A错误,B正确;在相对论力学中,物体的质量、长度与其运动速度有关;经典力学中,物体的质量、长度与其运动速度无关,C、D错误。7.A伽利略对自由落体运动研究方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法,A正确;牛顿正确认识运动和力的关系,同时建立惯性定律,B错误;牛顿运动定律是研究动力学问题的基石,牛顿三定律适用于宏观、低速的运动情景,对于微观、高速的运动情景不适用,C错误;牛顿发现了万有引力定律,卡文迪什测出了引力常量的数值,D错误。8.C列车上的观察者看到的是由B发出后经过A和C反射的光,由于列车在这段时间内向C运动,靠近C而远离A,所以C的反射光先到达列车上的观察者,观察者测得C先被照亮,故C正确。9.A观察者B以0.8倍光速沿平行于y轴方向运动,根据狭义相对论的长度收缩效应可知,B观察到的钟沿y轴方向的直径将减小,而沿z轴方向的直径不变,钟的面积比地面上静止的观察者观察到的面积要小,即S>S',故A正确。10.D如果你是在相对于管子静止的参