经典力学的成就与局限性 经典时空观与相对论时空观
1通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成是惯性系，若以下列系统为参考系，则属于非惯性系的有( )
A．停在地面上的汽车
B．绕地球做匀速圆周运动的飞船
C．在大海上匀速直线航行的轮船
D．进站时减速行驶的火车
2下列说法正确的是( )
A．在以c/100的速度沿竖直方向升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比c大
B．在以c/100的速度沿竖直方向升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比c小
C．在以c/100的速度沿竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光，对地速度为c
D．在以c/100的速度沿竖直方向升空的火箭上沿任一方向发出的光，对地速度都为c
3狭义相对论认为：①所有惯性系中基本规律都是等价的 ②在真空中，光的速度与光的频率与光源的运动状态无关 ③在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同
其中哪些说法是正确的( )
A．只有①②是正确的
B．只有①③是正确的
C．只有②③是正确的
D．三种说法都是正确的
4爱因斯坦相对论的提出是物理学思想的重大革命，因为它( )
A．提示了时间、空间并非绝对不变的属性
B．否定了牛顿力学的原理
C．修正了能量、质量互相转化的理论
D．以上说法都正确
5经典力学有一定的适用范围和局限性，不适合用经典力学描述的是( )
A．飞行的子弹 B．绕地球运动的飞船
C．运行的列车 D．接近光速运动的粒子
6狭义相对论理论是以下列哪些基本假设为前提的( )
A．爱因斯坦相对性原理
B．经典力学的时空观
C．光速不变原理
D．同时的绝对性原理
7有一对孪生兄弟小明和小伟，当他们长大到20岁时，由于航天的需要，小伟要乘坐航天飞船去太空进行科学研究，在地球上经过20年后小伟才返回地面，则下列判断正确的是( )
A．小明显得更年轻 B．小伟显得更年轻
C．他们俩一样年轻 D．无法判断谁更年轻
8π＋介子是一不稳定粒子，平均寿命是2.5×10－8 s(在它自己的参考系中测得)．如果此粒子相对于实验室以0.8c的速度运动，那么实验室坐标系中测量的π＋介子寿命是否变长？
9爱因斯坦通过研究“磁体相对于导体回路运动时，导体回路就会感应出电流”这一现象，发现了经典物理学的什么破绽？
参考答案
1解析：绕地球做匀速圆周运动的飞船相对地面有向心加速度．进站时减速行驶的火车相对于地面也有加速度．
答案：BD
2解析：根据狭义相对论的基本假设——光速不变原理可知：真空中的光速相对于火箭的速度为c，相对于地面的速度也为c，对不同的惯性系是相同的，因此C、D正确，A、B错误．
答案：CD
3解析：按照爱因斯坦的狭义相对论，在不同的惯性系中所有物理规律都是相同的；光在真空中的速度等于c，与光的频率和光源的运动状态无关．因此①②③均正确，故选D.
答案：D
4解析：我们应该常识性地了解爱因斯坦相对论的伟大意义．爱因斯坦于20世纪初先后提出了狭义相对论和广义相对论，揭示了时空的可变性，使人们能进一步研究高速运动．
答案：A
5解析：经典力学的适用范围是“宏观、低速、弱引力”，不符合条件的是D项．
答案：D
6解析：狭义相对论的出发点是以下两条基本假设：
第一是爱因斯坦相对性原理．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
第二是光速不变原理．不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都相同．
答案：AC
7解析：狭义相对论的时空观认为：同时是相对的．即在一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中不一定是同时的．根据爱因斯坦的时间延缓效应，当飞船接近光速时，时间会变慢．
答案：B
8解析：相对于观察者运动时，观察者在运动方向上观测时间，结果是变长了．
答案：变长
9解析：爱因斯坦针对这个实验分析，“从磁体看，肯定没有电场；可是从导体回路看，却肯定有电场”．于是，“电场的有无就成为相对的了，取决于所用坐标系的运动状态”．
同一实验在不同参考系中居然有完全不同的解释，这违背了伽利略相对性原理，由此爱因斯坦发现困难在于“运动学一些基本概念的任意性上”，促使他提出了狭义相对论．
答案：见解析
课件50张PPT。知识点一知识点二学业分层测评观察实验科学思维数学相结合归纳与演绎综合与分析动量能量天上物体地上物体理论大综合实验研究实验各种物体地壳变动汽车、火车、飞机导弹人造卫星宇宙飞船高速物质结构牛顿运动定律静止匀速直线运动牛顿运动定律变速运动相同的等效的无关无关同时时间间隔空间距离恒定不变时间长度质量参考系(观察者)的运动物理规律相同不同时静止运动静止运动运动越短无穷大小得多相等狭 义 相 对 论 的 主 要 结 论惯性3×108运动静止变小运动运动速度运动质量静止质量万有引力 惯性 任何参考系 匀加速运动 引力场 时间进程 闭合的
