1、第七章 万有引力与宇宙航行5 相对论时空观与牛顿力学的局限性【基础巩固】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答案:C2.关于牛顿力学时空观和相对论时空观,下列说法错误的是()A.牛顿力学时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的B.相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系C.牛顿力学只适用于宏观世界、低速运动
2、问题,不适用于高速运动的问题D.当物体的运动速度远小于光速时,相对论物理学和牛顿力学的结论仍有很大的区别答案:D3.(多选)20世纪以来,人们发现了一些新的事实,而牛顿力学却无法解释这些新的事实.牛顿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,牛顿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答案:BCD4.(多选)关于牛顿力学的伟大成就,下列论述正确的是()A.牛顿力学第一次实现了
3、对自然界认识的理论大综合B.牛顿力学认为运动物体的长度跟物体运动状态有关C.牛顿力学第一次向人们展示了时间的相对性D.人们借助于牛顿力学中的研究方法,建立了完整的经典物理学体系答案:AD5.根据相对论物理学,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.一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时,竹竿会变粗C.宇宙飞船高速经过地球附近时,地球上的人观察到飞船上的时钟变慢了D.宇宙飞船高速经过地球附近时,飞船上的人观察到飞船上的时钟变慢了答案:C6.强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c.强强向壮壮发出一束光进行联络,
4、壮壮观测到该光束的传播速度为()A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.c答案:D【拓展提高】7.(多选)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.下列表述正确的是()A.牛顿发现了万有引力定律B.牛顿通过实验证实了万有引力定律C.相对论的创立表明牛顿力学已不再适用D.相对论时空观把物理学推到更高领域解析:万有引力定律是牛顿发现的,但在实验室里加以验证是卡文迪什进行的,选项A正确,选项B错误;相对论并没有否定牛顿力学,牛顿力学对低速、宏观运动仍适用,选项C错误;相对论时空观的建立,是人类取得的重大成就,从而把物理学推到更高领
5、域,选项D正确.答案:AD8.A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处,且vAvB.在火箭A上的人观察到的结果正确的是()A.火箭A上的时钟走得最快B.地面上的时钟走得最快C.火箭B上的时钟走得最快D.火箭B上的时钟走得最慢解析:在火箭A上的人看来,地面和火箭B都高速远离自己,由t=1-(vc)2知,在火箭A上的人观察到的结果是地面和火箭B上的时钟都变慢了,且vAvB0,故火箭A的时钟走得最快,因此选项A正确,选项B、C、D错误.答案:A9.通过一个加速装置对电子加一很大的恒力,使电子从静止开始加速,则对这个加速过程,下列描述正确的是()A.根据牛顿第二定律,电子将不断做匀加速运动B.电子先
6、做加速运动,后以光速做匀速运动C.电子开始先近似于匀加速运动,后来速度增大,牛顿运动定律不再适用D.电子是微观粒子,整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释解析:电子在加速装置中由静止开始加速运动,开始阶段速度较小,远小于光速,此时牛顿运动定律基本适用,可以认为在它被加速的最初阶段,它做匀加速运动.随着电子的速度越来越大,接近光速时,相对论效应越来越大,牛顿运动定律不再适用.答案:C【挑战创新】10.在静止坐标系中的正方体边长为l0,另一坐标系以相对速度v平行于该正方体的一边运动.则在运动的坐标系中的观察者测得的该“正方体”的体积是多少?解析:坐标系相对于正方体以速度v运动,运动方向平行于正方体的一条边,则坐标系中的观察者测得该条边的长度为l=l01-v2c2,垂直于运动方向的边长不变,还是l0,所以测得该“正方体”的体积为V=l02l=l031-v2c2.答案:l031-v2c2