2019年高中物理必修2假期作业（十二）　经典力学的局限性

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假期作业（十二）　经典力学的局限性
[温故知新]
一、经典力学的适用范围
1.经典力学是指以牛顿三大定律为核心的矢量力学，有时也泛指描述宏观、低速物体机械运动的经典力学体系.
2.经典力学适用于宏观、低速、弱引力.
二、狭义相对论
1.狭义相对论阐述了物体在以接近光速的速度运动时遵循的规律.
2.速度的影响
(1)一个物体静止时的质量为m0，当它以速度v运动时，质量为m＝ .
(2)对于时间而言，运动时钟变慢.
(3)对于空间而言，运动直尺变短.
[典型例题]
【例题】20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释.经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子.这说明(　　)
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的
C．不同领域的事物各有其本质与规律
D．人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
解析：人们对客观世界的认识，要受到他所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断地扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生，并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形，所以A错，B、C、D对.
答案：BCD
名师方法总结
(1)经典力学不能用来解决微观物体和高速运动中的一些问题，取而代之的是爱因斯坦的相对论和量子力学；
(2)爱因斯坦相对论和量子力学在用于解决宏观物体和低速运动问题时，所得到的结论与经典力学是一致的；
(3)历史的科学成就，不会被新的科学成就所否定，它只能是新的科学在一定条件下的特殊情况.
名师点易错
相对论及量子力学的发展并未否定经典力学理论.经典力学主要研究宏观、低速问题.
[提升训练]
1.关于人类对运动和力的认识，下列说法正确的是(　　)
A．亚里士多德发现运动的物体不需要力来维持
B．伽利略认为轻重物体下落快慢相同，并通过实验测量出来重力加速度
C．牛顿发现太阳与行星之间作用力的规律，并将其推广到任何两个物体之间
D．在研究人造地球卫星的“高速”运动时，爱因斯坦的相对论与牛顿万有引力定律的计算结果有很大的差别
2.日常生活中，我们并没发现物体的质量随物体运动的速度变化而变化，其原因是(　　)
A．运动中物体无法称量质量
B．物体的速度远小于光速，质量变化极小
C．物体的质量太大
D．物体的质量不随速度的变化而变化
3.(多选)继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论，这说明(　　)
A．世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分
B．人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界
C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化
D．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识
4.下列运动中不能用经典力学规律描述的是(　　)
A．子弹的飞行　　　　　 B．粒子接近光速的运动
C．人造卫星绕地球运动 D．和谐号从深圳向广州飞驰
5.根据狭义相对论下列说法正确的是(　　)
A．一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，竹竿的长度会缩短
B．对于确定的物体，无论运动速度有多大，物体的质量都不会改变
C．宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢了
D．宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船上的人观察飞船上的时钟变慢了
6.某物体在低速(接近0)情况下质量为m0，在速度为v的高速(接近光速)情况下质量为m，则由狭议相对论，物体速度v为(　　)
A．·c　　　　　　 B． eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(m,m2))))·c
C．·c D． eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(m,m2))))·c
7.下列说法中正确的是(　　)
①当物体运动速度远小于光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别；
②当物体运动速度接近光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别；
③当普朗克常量h(6.63×10－34 J·s)可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别；
④当普朗克常量h(6.63×10－34 J·s)不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别.
A．①③　 B．②④　　
C．①④　 D．②③
8.地球以3×104 m/s的速度绕太阳公转时，它的质量增大到静止质量的多少倍？如果物体的速度达到0.8c(c为真空中的光速)，它的质量增大到静止质量的多少倍？













9.根据爱因斯坦的狭义相对论，质量要随着物体运动速度的增大而增大，即m＝ ，请讨论：
(1)如果你使一个物体加速、加速、再加速，它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗？为什么？
(2)光有静止质量吗？如果有，情况将会怎样？





























参考答案
1.解析：伽利略发现运动的物体不需要力来维持，选项A错误；伽利略认为轻重物体下落快慢相同，并通过实验证明了下落的速度与时间成正比，选项B错误；牛顿发现太阳与行星之间作用力的规律，并将其推广到任何两个物体之间，称为万有引力定律，选项C正确；在研究人造地球卫星的“高速”运动时，爱因斯坦的相对论与牛顿万有引力定律的计算结果没有很大的差别，选项D错误.故选C．
答案：C
2.解析：根据狭义相对论m＝可知，在宏观物体的运动中，v?c，所以m变化不大，而不是因为物体的质量太大或无法测量，也不是因为质量不随速度的变化而变化，选项B正确.
答案：B
3.解析：发现总是来自于认识过程，观点总是为解释发现而提出的，主动认识世界，积极思考问题，追求解决(解释)问题，这是科学研究的基本轨迹.任何一个人对客观世界的认识都要受当时的客观条件和科学水平的制约，所以所形成的“正确理论”都有一定的局限性，爱因斯坦的相对理论是对牛顿力学的理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战.
答案：BC
4.解析：经典力学的适用范围是宏观、低速情形，粒子接近光速的运动需要用相对论来研究，B选项正确.
答案：B
5.解析：根据尺缩效应，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，尺子若沿垂直于尺子方向高速运动，尺子的长度不会变化，故A错误；根据狭义相对论的基本结论，速度越大，质量越大，故B错误；根据钟慢效应，宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船是在做高速运动，所以飞船上的时钟变慢了，故C正确；根据钟慢效应，宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船的人观察飞船是不运动的，所以飞船上的时钟没有变慢了，故D错误.故选C．
答案：C
6.解析：根据m＝可得v＝eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(m,m2))))·c，B项正确.
答案：B
7.解析：经典力学可以认为是相对论物理学在低速、宏观状态下的特例，故A正确.
答案：A
8.解析：根据狭义相对论的质量公式m＝，地球以3×104 m/s的速度绕太阳公转时，它的质量为m地＝＝≈1.000 000 005m地0，即增大到静止质量的1.000 000 005倍.
物体速度达到0.8c时，它的质量为m＝＝
≈1.666 666 667m0，
即增大到静止质量的1.666 666 667倍.
答案：1.000 000 005倍　1.666 666 667倍
9.解析：(1)由m＝知：当v＝c时，m应是无穷大.随着质量的不断增大，产生加速度的力会随着不断增大.使加速越来越困难.因此一个物体不管怎样加速，它的速度不会等于甚至超过光速.
(2)光没有静止质量.若光有静止质量.当光传播速度为c，由m＝，它传播的质量会无穷大，光照射到物体上，[JP＋2]如同一质量无穷大的物体以光速砸到被照物体上.后果不堪设想.
答案：见解析

























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