人教版2019必修第二册高一物理精讲与精练高分突破考点专题 7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（含解析）

7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 一：知识精讲归纳 考点一、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”) 考点二、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. 二：考点题型归纳 题型一：经典力学局限性 1．（2022秋·上海静安·高一上海市市西中学）绝对真理是不存在的，物理规律总是在一定的范围内成立。如牛顿运动定律的适用范围是（　　） A．宏观物体的运动 B．微观粒子的运动 C．宏观物体的低速运动 D．微观粒子的低速运动 2．（2021·高一）2017年10月3日，瑞典皇家科学院将2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们对LIGO探测装置的决定性贡献。引力波是爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是（　　） A．牛顿力学完全适用于宏观低速运动 B．牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的 C．随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论 D．由于相对论、量子论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值 3．（2022春·湖南·高一校联考期中）500米口径的中国天眼（FAST）是世界上已建成的最大的射电望远镜，可监测脉冲星，探测引力波的存在。而引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块“拼图”。关于牛顿力学、相对论和量子力学，下列说法正确的是（　　） A．不论是宏观物体，还是微观粒子，牛顿力学都是适用的 B．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值 C．高速运动的子寿命变长的现象，既能用相对论时空观解释，又能用经典理论解释 D．牛顿力学适用于研究宏观物体的低速运动 题型二：相对论时空观 4．（2022·高一课时练习）在高速世界里，时间和空间都是相对的，都会随惯性参考系的选择不同而不同。基于爱因斯坦的假设，下列说法正确的是（　　） A．物理规律在一切参考系中都具有相同的形式 B．在一切参考系中，测量到的真空中的光速c都一样 C．在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样 D．上面所述均不正确 5．（2022春·上海黄浦·高一期末）设某人在速度为0.5c的飞船上打开一个光源，则下列说法正确的是（　　） A．飞船正前方地面上的 ... ...