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课件网) 第七章 万有引力与宇宙航行 第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性 例1-1 如图7-5-1所示，甲乘坐速度为为光速 的宇宙飞船追赶正前方的乙，乙 乘坐的宇宙飞船的飞行速度为 ，乙向甲发出一束光进行联络，则甲观测到该光 束的传播速度是___（选填“”“”或“ ”）；若地面上的观察者和甲、乙均戴着 相同的手表，且在甲、乙登上飞船前已调整一致，则地面上的观察者观察三人的手 表时发现_____（选填“甲的最慢”“乙的最慢”或“示数相同”）。 甲的最慢 图7-5-1 教材帮 新知课丨必备知识解读 知识点1 相对论时空观 【解析】根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观 察者所在参考系的相对运动而改变，所以甲观测到该光束的传播速度为 ；根据爱因 斯坦相对论观点得 ，故甲、乙的手表均比地面上的观察者的手表慢，由于 ，可知甲的手表比乙的手表慢。 例1-2 一枚静止时长度为的火箭以 的速度从观察者的身边掠过， 已知光速为 ，观察者测得火箭的长度约为( ) D A. B. C. D. 【解析】根据长度收缩效应有 ，得观察者测得火箭的长度为 ，故D正确，A、B、C错误。 【学会了吗丨变式题】 图7-5-2 1.如图7-5-2所示，甲、乙两人分别乘坐速度为和 为真空中的光速 的飞船反向运动，则下列说法正确的是( ) C A.甲观察到乙的身高变高 B.甲观察到乙的身高变矮 C.甲观察到乙所乘的飞船变短 D.甲观察到乙所带的钟表显示时间变快 【解析】身高是竖直方向的，他们的运动方向在水平方向上，所以两者看到对方的 身高不变，故A、B错误；根据长度收缩效应知，甲观察到乙所乘的飞船变短，故C 正确；根据时间延缓效应，可以推测两人接近光速运动时，相对地球来说时间都变 慢了，但乙比甲的速度大，因此可以推测，乙所带的钟表要更慢一点，故D错误。 例2-3 下列物体的运动，不能用经典力学描述的是( ) B A.“复兴”号列车高速行驶 B.电子以接近光的速度运动 C.“神舟二十号”飞船在轨道上运行 D.“辽宁”号航空母舰在大海上航行 【解析】经典力学适用于低速、宏观的物体，不适用于高速、微观的物体，故电子 以接近光的速度运动时不能用经典力学描述，列车的行驶、飞船的运行以及航空母 舰在大海上航行都能用经典力学描述，故不能用经典力学描述的只有B。 知识点2 牛顿力学的成就与局限性 【学会了吗丨变式题】 2.（多选）下列说法正确的是( ) CD A.公式中的是物体以速度 运动时的质量 B.当物体的运动速度 时，物体的质量变大，故经典力学理论不适用 C.当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，只有当物体以接近光速的速度 运动时，质量变化才明显，故经典力学理论适用于低速运动，而不适用于高速运动 D.当物体的速度相对光速很小时，我们感觉不到物体质量的变化，所以在分析地球 上一般物体的运动时，不必考虑质量变化 【解析】公式中的 是物体静止时的质量，故A错误；当物体的运动速度 时，物体的质量变大，但是当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，只 有当物体以接近光速的速度运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动， 而不适用于高速运动，在分析地球上一般物体的运动时，经典力学理论仍然适用， 故B错误，C、D正确。 方法帮 解题课丨关键能力构建 题型 时间延缓效应与长度收缩效应 例4 （多选）用相对论的观点判断下列说法正确的是( ) CD A.时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度 都不会改变 B.在地面上的人看来，以 的速度运动的飞船中的时钟会变快，但飞船中的航 天员却认为时钟是准确的 C.在地面上的人看来，以 的速度垂直地面向上运动的飞船在运动方向上会变 短，而飞船中的航天员却感觉地面 ... ...
