人教版必修2 第6章 6 经典力学的局限性 作业

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第六章 6 经典力学的局限性

基础达标

一、选择题(在每小题给出的4个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求；第5～6题有多项符合题目要求)1.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．和谐号从深圳向广州飞跑

C．人造卫星绕地球运动D．粒子接近光速的运动

【答案】D

【解析】子弹的飞行、火车的运动及人造卫星绕地球的运动，都属于宏观低速，经典力学都适用，而粒子接近光速的运动，经典力学不适用．

2．20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．这不能说明( )

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】A

【解析】人们对客观世界的认识要受到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，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内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．因此选项B、C、D正确，A错误．故选A．3．下列说法正确的是( )

①爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律

②爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律

③牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律

④牛顿力学的运动定律研究的是物体在高速运动时所遵循的规律

A．①③B．②④

C．①④D．②③

【答案】D

【解析】爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律，牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律．

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4．相对论告诉我们，物体运动时的质量与其静止时的质量相比( )

A．运动时的质量比静止时的质量大

B．运动时的质量比静止时的质量小

C．运动时的质量与静止时的质量相等

D．是两个不同的概念无法比较

【答案】A

【解析】物体运动时的质量比静止时的质量大．

5．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

【答案】BC

【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．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．

6．以下说法正确的是( )

A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用

B．经典力学理论的成立具有一定的局限性

C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变

D．相对论与量子力学否定了经典力学理论

【答案】BC

【解析】经典力学理论只适用于宏观低速物体，而不适用于微观的高速粒子，所以经典力学理论的成立具有一定的局限性，选项A 错误，B正确；在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，选项C正确；相对论与量子力学并没有否定经典力学理论，只是它们各有其适用的范围，选项D 错误．

二、非选择题

7．在粒子对撞机中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速的0.5倍，试求此时电子的质量变为静止时的多少倍？(结果保留到小数点后3位)

【答案】1.155倍

【解析】由于电子的速度接近光速，所以质量变化明显，根据爱因斯坦狭义相对论中运动质量与静止质量的关系得

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灿若寒星 m ＝m 0

1－v

2c 2＝m 01－14＝m 034＝2m 03

＝1.155m 0. 能力提升

8．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 【答案】B

【解析】根据狭义相对论m ＝m 0

1－v 2

c 2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，正确选项为B.

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 ＝m 0

1－v 2

c 2.

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？

【答案】见解析

【解析】(1)由m ＝m 0

1－v 2

c 2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，当光传播时速度为c ，由m ＝m 0

1－v

2c 2，它传播

时的质量会无穷大，光照射到物体上，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．