《人教版（2019）高中物理必修第二册》7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 （知识小站+例题精析+课堂练兵） 讲义

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高中物理人教版（2019）必修第二册同步讲练测
第七章 万有引力与宇宙航行
7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
知识点 1：相对论时空观
1.爱因斯坦的假设
① 在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的。
② 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。
2.几个结论
① 两个事件是否同时发生，与参考系的选择有关；
② 时间延缓效应：
∆T
是在运动系统中测得的时间，
∆t
是在运动系统外测得的时间；那
么总有
∆T<∆t
。
③ 长度收缩效应：
l0
是在运动系统中测得的长度，
l
是在运动系统外测得的长度，那么
总有
l<l0
。
知识点 2：牛顿力学的成就与局限性
1.牛顿力学的成就：经典力学把天上物体和地上物体的运动统一起来，从力学上证明了
自然界的多样性的统一，实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合。
2.牛顿力学的局限性：牛顿力学只适用于宏观物体的低速运动，对于微观粒子的运动、
宏观物体的高速运动，牛顿力学将受到限制，不再适用。
3.相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下
的特殊情形。
例1.实际的天文观测，行星的运行轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进．经典力学
1
的解释令人满意吗?用什么理论来圆满地进行了解释?
【解析】按牛顿的万有引力定律推算，行星的运动应该是一些椭圆或圆，行星沿着这些椭圆或圆做
周期性运动，与实际观测结果不符．经典力学也能作出一些解释，但是，水星旋进的实际观测值比
经典力学的预言值多．经典力学的解释不能令人满意．
爱因斯坦根据广义相对论计算出水星近日点的旋进还应有 43’的附加值，同时还预言了光线在经过
大质量的星体附近时，如经过太阳附近时会发生偏转现象．并且都被观测证实.
1.关于经典力学的适用范围和局限性，下列说法正确的是（ éé）
A. 经典力学过时了，应该被量子力学所取代
B. 由于超音速飞机的速度太大，其运动不能用经典力学来解释
C. 人造卫星的运动不适合用经典力学来描述
D. 当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述
2.经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时，经典力学不再适用的是（éé ）
A. 2.5×10-1m/s B. 2.5×102m/s C. 2.5×105m/s D. 2.5×108m/s
3.下列说法中正确的是（éé ）
A. 经典力学适用于微观领域质子、电子的运动
B. 经典力学适用于投出的篮球、人造卫星的运动
C. 经典力学可以解决自然界中涉及的所有物理学问题
D. 相对论与量子力学的出现，表示经典力学失去了意义
4.以下说法正确的是（ éé）
A. 经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子ééééé
B. 相对论与量子力学否定了经典力学理论
C. 在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变éééééééééééé
D. 经典力学理论具有一定的局限性
5.关于物理学史的下列说法中不正确的是（éé ）
A. 法拉第通过实验研究确认真空中两点电荷之间相互作用力的规律
B. 电荷量
e
的数值最早由密立根测得
C. 卡文迪许首先较准确地测出了万有引力常量
的数值
2
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