第七章 5.相对论时空观与牛顿力学的局限性（课件 学案 练习)高中物理人教版（2019）必修 第二册

5.相对论时空观与牛顿力学的局限性 要点一　时间与空间的相对性 1.如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭B是“追赶”光的；火箭A是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面的速度均为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为（　　） A.c＋v，c－v B.c，c C.c－v，c＋v D.无法确定 2.若一列火车以接近光速的速度在高速行驶，火车上的人用望远镜来观察路旁地面上的一只排球，如果观察得很清晰，则观察结果是（　　） A.像一只乒乓球（球体变小） B.像一只篮球（球体变大） C.像一只橄榄球（竖直放置） D.像一只橄榄球（水平放置） 3.（多选）甲乘客乘坐在接近光速运动的火车上，乙观察者站在铁轨附近的地面上，甲、乙两人手中各持一把沿火车前进方向放置的相同的米尺。则下列说法正确的是（　　） A.甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要大 B.甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要小 C.乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要大 D.乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要小 4.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8.76×104 h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.8.76×104 h B.6.26×104 h C.12.27×104 h D.16.52×104 h 要点二　牛顿力学的局限性 5.经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，这里的“高速”是指（　　） A.声音在空气中的传播速度 B.第一宇宙速度 C.高铁列车允许行驶的最大速度 D.接近真空中光的传播速度 6.（多选）来自中国的全国首颗量子科学实验卫星“墨子号”从太空发出两道红色的光，射向青海德令哈站与千公里外的云南丽江高美古站，首次实现人类历史上第一次距离达“千公里级”的量子密钥分发。下列说法正确的是（　　） A.牛顿力学适用于描述“墨子号”绕地球运动的规律 B.牛顿力学适用于描述光子的运动规律 C.量子力学可以描述“墨子号”发出的“两道红色的光”的运动规律 D.量子力学的发现说明牛顿力学已失去了实用价值 7.（多选）以下说法正确的是（　　） A.相对论与量子力学并没有否定经典力学理论 B.在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变 C.经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在 D.当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别 8.一枚静止时长度为30 m的火箭以1.5×108 m/s的速度从观察者的身边掠过，已知光速为3×108 m/s，观察者测得火箭的长度约为多少？ 9.在静止坐标系中的正立方体每条边长为L0，另一坐标系以相对速度v平行于立方体的一边运动。问在后一坐标系中的观察者测得的立方体的体积是多少？ 10.地面上长100 km的铁路上空有一火箭沿铁路方向以30 km/s的速度掠过。 （1）火箭上的人看到铁路的长度应该为多少？ （2）如果火箭的速度达到0.6c，则火箭上的人看到的铁路的长度又是多少？ 5.相对论时空观与牛顿力学的局限性 1.B　根据光速不变原理可知B正确。 2.C　根据长度收缩效应可知，排球在水平方向的长度变短，在竖直方向的高度不变，因此观察的结果是像一只竖直放置的橄榄球，故选C。 3.BD　在尺子长度方向上，运动的尺子比静止时短。乙手中的尺子相对于甲接近光速运动，所以甲看到乙手中的尺子的长度比甲看到自己手中的尺子长度小，故A错误，B正确；甲手中的尺子相对于乙接近光速运动，所以乙看到甲手中的尺子的长度比乙看到自己手中的尺子的长度小，故C错误，D正确。 4.B　由题意有Δτ＝Δt＝8.76×104× h≈6.26×104 h，故B正确。 5.D　这里的“高速”是指接近真空中光的传播速度，故A、B、C错误，D正确。 6.AC　牛顿力学可以用来描述物体的宏观、低速运动，所以牛顿力学适用于描述“墨子号” ... ...