第五章 牛顿力学的局限性与相对论初步 章末素养提升-（配套word）2023-2024学年高一新教材物理必修第二册 【步步高】学习笔记（粤教版）

章末素养提升 物理观念 牛顿力学的成就 人类对自然界认识第一次理论大综合 牛顿力学的局限性 对高速运动、微观粒子、强引力场不适用 狭义相对论 两个基本假设：相对性原理，光速不变原理 相对论时空观：同时性的相对性，长度收缩、时间延缓 广义相对论 时空弯曲 科学思维 建立模型，描述宇宙 古代宇宙模型：“盖心说”、“地心说”、“日心说” 近现代宇宙模型：有限无界宇宙模型、宇宙大爆炸理论 科学探究 采用思想实验的方法，探究相对论时空观 科学态度与责任 牛顿力学存在局限性，人类对自然的探索无止境 例1　(多选)关于牛顿力学的伟大成就，下列论述正确的是(　　) A．牛顿力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合 B．牛顿力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在 C．牛顿力学第一次向人们展示了时间的相对性 D．人们借助于牛顿力学中的研究方法，建立了完整的牛顿物理学体系 答案　AD 解析　牛顿力学把天上物体和地面上物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，第一次实现了人类对自然界认识的理论大综合。在研究方法上，人们把牛顿力学中行之有效的实验与数学相结合的方法推广到物理学的各个分支上，相继建立了热学、声学、光学、电磁学等，形成了完整的牛顿物理学体系，A、D正确。 例2　(多选)下列遵循牛顿力学规律的是(　　) 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 C．物体运动的速率接近于真空中的光速 D．能量的不连续现象 答案　AB 解析　牛顿力学只适用于宏观、低速运动的物体，所以A、B正确，C错误；能量的不连续现象不适用于牛顿力学规律，所以D错误。 例3　属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中(　　) A．真空中光速不变 B．时间间隔具有相对性 C．物体的质量不变 D．物体的能量与质量成正比 答案　A 解析　狭义相对论的两条假设分别是：在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同，故A正确。 例4　(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有(　　) A．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢 B．飞船上的人观测到飞船上的钟较快 C．地球上的人观测到地球上的钟较快 D．地球上的人观测到地球上的钟较慢 答案　BC 解析　飞船上的人是以飞船为参考系，故地球是高速运动的，飞船上的人观测到地球上的钟较慢，即飞船上的人观测到飞船上的钟较快，A错误，B正确；地球上的人以地球为参考系，认为飞船高速运动，飞船上的钟较慢，故地球上的人观测到地球上的钟较快，C正确，D错误。 例5　一高速列车通过洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为(　　) A．洞口为椭圆形，长度变短 B．洞口为圆形，长度不变 C．洞口为椭圆形，长度不变 D．洞口为圆形，长度变短 答案　D 解析　根据尺缩效应，在尺子长度方向上运动的尺子比静止时短。所以高速列车通过洞口为圆形的隧道时，列车上的司机观察到隧道口的形状仍然是圆形，但是观察到隧道的长度变短，故D正确。 例6　如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距L，则A测得两飞船的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L。 答案　大于 解析　A测得的两飞船间的距离为静止长度，地面上测得的两飞船间的距离为运动长度，静止长度大于运动长度L。 学科网（北京）股份有限公司 $$