7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-【起飞计划】2023-2024学年高一物理同步讲练（人教版2019必修第二册）

7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 知识点一 相对论时空观 1.19世纪，英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度等于光速c. 2.1887年迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的！这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系不符(填“相符”或“不符”). 3.爱因斯坦假设：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. 4.时间延缓效应 (1)如果相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt，那么两者之间的关系是Δt＝. (2)Δt与Δτ的关系总有Δt＞Δτ，即物理过程的快慢(时间进程)与运动状态有关.(填“有关”或“无关”) 5.长度收缩效应： (1)如果与杆相对静止的人测得杆长是l0，沿着杆的方向，以v相对杆运动的人测得杆长是l，那么两者之间的关系是l＝l0. (2)l与l0的关系总有l＜l0，即运动物体的长度(空间距离)跟物体的运动状态有关.(填“无关”或“有关”) 知识点二 牛顿力学的成就与局限性 1.牛顿力学的成就：牛顿力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律的建立与应用更是确立了人们对牛顿力学的尊敬. 2.牛顿力学局限性：牛顿力学的适用范围是低速(填“高速”或“低速”)运动的宏观(填“宏观”或“微观”)物体. (1)当物体以接近光速运动时，有些与牛顿力学的结论不相同. (2)电子、质子、中子等微观粒子的运动不能用牛顿力学来说明. 3.牛顿力学不会被新的科学成就所否定，当物体运动的速度远小于光速c时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别. [例题1] （2023春•涪城区校级期末）如图所示，你站在水平木杆AB的中央附近，并且看到木杆落在地面上时是两端同时着地的；若此时飞飞同学正以接近光速的速度从木杆前面掠过，则（　　） A．飞飞同学看到木杆的B端比A端先落地 B．飞飞同学看到木杆的A端比B端先落地 C．飞飞同学看到木杆的两端同时落地 D．飞飞同学看到的木杆长度比你看到的木杆长度更长 [例题2] （2023•徐汇区校级开学）爱因斯坦相对论告诉我们（　　） A．运动的钟变慢，运动的尺伸长，运动的物体质量变小 B．运动的钟变快，运动的尺缩短，运动的物体质量变大 C．运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动的物体质量变大 D．运动的钟变慢，运动的尺伸长，运动的物体质量变大 [例题3] （2023•徐汇区校级开学）你现在正在完成90分钟的物理期中考试，假设一艘飞船相对你以0.3c的速度匀速飞过（c为真空中的光速），则飞船上的观察者根据相对论认为你考完这场考试所用时间（　　） A．大于90分钟 B．等于90分钟 C．小于90分钟 D．不能确定 [例题4] （2023春•番禺区期末）根据爱因斯坦提出的相对论，以下说法正确的是（　　） A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用 B．物体的质量取决于物体所含物质的多少，质量与速度大小无关 C．一个真实的物体，其运动速度有可能达到甚至超过真空中的光速 D．质量、长度、时间的测量结果都与观测者的相对运动状态有关 [例题5] （2023春•闵行区校级期末）下列对经典力学的说法中，正确的是（　　） A．牛顿建立了经典力学的理论体系 B．经典力学适用于微观、高速、强引力场情况 C．用经典力学能解释微观高速粒子的某些现象 D．相对论和量子理论与牛顿经典力学观点完全一致 1. （2023春•平顶山期末）下面说法正确的是（　　） A．潜艇在水下探测物体利用声呐而不用雷达是因为电磁波不能在水中传播 B．“雷同”一词源于“雷一发声，万物同时响应”，这属于受迫振动 C．雨后天空出现的七色彩虹是由于太阳光中的七色光相互干涉造成的 D．如果观测到某恒星可见光谱线向红光方向移动，说明该恒星正在接近我们 2. （2023•徐汇区校级开学）关于恒星的说法正确的是（　　） A．极少数恒星有着和太阳相同的化学成分 B．当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星刚刚诞生 C．恒星就是宇宙中永远存在的星星 D．超巨星、巨星、主序星、白矮星和中子星实际上就是恒星不同年龄阶段的形态 3. （2023•徐汇区校级开学）我们观测到的宇宙的图景是（　　） A．宇宙当今的图景 B．宇宙过去的图景 C．宇宙将来的图景 D．一种虚拟的图景 4. （2023春•镇江期末）如图所示，在未来某年A乘坐速度为0.7c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的B，B的飞行速度为0.5c，A向B发出一束光进行联络，则B观测到该光束的传播速度为（　　） A．0.2c B．0.7