課時作業(十二)經典力學的局限性[基礎訓練]1．牛頓定律不適用于下列哪些情況()A．研究原子中電子的運動B．研究“神舟十號”飛船的高速發射C．研究地球繞太陽的運動D．研究飛機從北京飛往紐約的航線答案：A解析：牛頓力學屬于經典力學的研究范疇，適用于宏觀、低速運動的物體，并注意到低速和高速的標準是相對于光速，可判定牛頓定律適用于B、C、D中描述的運動，而A不適用．2．關于經典力學和量子力學，下列說法正確的是()A．不論是對宏觀物體，還是微觀粒子，經典力學和量子力學都是適用的B．量子力學適用于宏觀物體的運動，經典力學適用于微觀粒子的運動C．經典力學適用于宏觀物體的運動，量子力學適用于微觀粒子的運動D．上述說法均錯誤答案：C解析：經典力學適用于宏觀物體的運動，量子力學適用于微觀粒子的運動，所以C項正確．3．在日常生活中，我們并沒有發現物體的質量隨著物體運動速度的變化而變化，其原因是()A．運動中物體無法稱量質量B．物體的速度遠小于光速，質量變化極小C．物體的質量太大D．物體的質量不隨速度的變化而變化答案：B解析：日常生活中見到的物體的速度都很小，由m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))可知，當v?c時，m≈m0，故B選項正確．4．經典力學不能適用下列哪些運動()A．火箭的發射B．宇宙飛船繞地球的運動C．“勇氣號”宇宙探測器在太空的運動D．微觀粒子的波動性答案：D解析：經典力學在接近光速的高速運動情況下不能適用，火箭、宇宙飛船等物體雖然速度較大，但還遠遠小于光速，故在火箭的發射、太空飛行器的運動中，經典力學仍適用．經典力學不適用于微觀物體，故選項D正確．5．物理學的發展豐富了人類對物質世界的認識，推動了科學技術的創新和革命，促進了物質生產的繁榮與人類文明的進步，下列表述正確的是()A．牛頓發現了萬有引力定律B．牛頓通過實驗證實了萬有引力定律C．相對論的創立表明經典力學已不再適用D．愛因斯坦建立了狹義相對論，把物理學推進到高速領域答案：AD解析：萬有引力定律是牛頓發現的，但在實驗室里加以驗證是卡文迪許進行的，A對，B錯．相對論并沒有否定經典力學，經典力學對于低速、宏觀運動仍適用，C錯．狹義相對論的建立，是人類取得的重大成就，從而把物理學推到更高領域，D對．6．對于經典力學理論，下列說法中正確的是()A．經典力學是物理學和天文學的基礎，也是現代工程技術的理論基礎B．經典力學的理論體系是經過幾代科學家長期的探索，歷經曲折才建立起來的C．經典力學具有豐富的理論成果，也建立了驗證科學的方法體系D．當物體運動速度很大(v→c)、引力很強、活動空間很小(微觀)時，經典力學理論所得的結果與實驗結果之間符合的很好答案：ABC解析：經典力學理論的探索歷程曲折，成果顯著，但也存在一些局限性，選項A、B、C正確．當物體運動速度很大(v→c)、引力很強、活動空間很小(微觀)時，經典力學理論所得的結果與實驗結果之間出現了較大的偏差，選項D錯誤．7．繼哥白尼提出“太陽中心說”、開普勒提出行星運動三定律后，牛頓站在巨人的肩膀上，創立了經典力學，揭示了包括行星在內的宏觀物體的運動規律；愛因斯坦既批判了牛頓力學的不足，又進一步發展了牛頓的經典力學，創立了相對論，這說明()A．世界無限擴大，人不可能認識世界，只能認識一部分B．人的意識上有能動性，能夠正確地反映客觀世界C．人們對世界的每一個正確認識都有局限性，需要發展和深化D．每一個認識都可能被后人推翻，人不可能獲得正確的認識答案：BC解析：發現總是來自于認識過程，觀點總是為解釋發現而提出的，主動認識世界，積極思考問題，解決(解釋)問題，這是科學研究的基本思路．任何一個人對客觀世界的認識都要受當時的客觀條件和科學水平的制約，所形成的“正確理論”都有一定的局限性，愛因斯坦的相對論理論是對牛頓力學的理論的發展和深化，但也有人正在向愛因斯坦理論發起挑戰．8．下列說法正確的是()A．經典力學能夠說明微觀粒子的規律性B．經典力學適用于宏觀物體的低速運動問題，不適用于高速運動的物體C．相對論與量子力學的出現，說明經典力學已失去意義D．對于宏觀物體的高速運動問題，經典力學仍適用答案：B解析：經典力學適用于宏觀、低速物體，新的學說的出現，是一種完善和拓展，經典力學并沒有失去其存在的意義．9．對于時空觀的認識，下列說法正確的是()A．相對論給出了物體在低速運動時所遵循的規律B．相對論具有普遍性，經典物理學為它在低速運動時的特例C．相對論的出現使經典物理學在自己的適用范圍內不再繼續發揮作用D．經典物理學建立在實驗的基礎上，它的結論又受到無數次實驗的檢驗，因此在任何情況下都適用答案：B解析：相對論給出了物體在高速運動時所遵循的規律，經典物理學為它在低速運動時的特例，在自己的適用范圍內還將繼續發揮作用．經典物理學有簡捷的優勢，因此A、C、D錯誤，B正確．[能力提升]10．下列說法中正確的是()①當物體運動速度遠小于光速時，相對論物理學和經典物理學的結論沒有區別②當物體運動速度接近光速時，相對論物理學和經典物理學的結論沒有區別③當普朗克常量h×10－34J·s)可以忽略不計時，量子力學和經典力學的結論沒有區別④當普朗克常量h×10－34J·s)不能忽略不計時，量子力學和經典力學的結論沒有區別A．①③B．②④C．①④D．②③答案：A解析：經典力學可以認為是相對論物理學在低速、宏觀狀態下的特例，故A正確．11．如圖所示，強強乘坐速度為(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為，強強向壯壯發出一束光進行聯絡，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為()A．B．C．D．答案：D解析：根據光速不變原理，在一切慣性參考系中測量到真空中的光速c都一樣，而壯壯所處參考系即為慣性參考系，因此壯壯觀測到的光速為，選項D正確．12．微觀粒子的速度很高，它的質量明顯地大于靜止質量．在研究制造回旋加速器時必須考慮相對論效應的影響．如圖所示，1988年中國第一座高能粒子加速器——北京正負電子對撞機首次對撞成功．在粒子對撞中，有一個電子經過高壓加速，速度達到光速的倍．試求此時電子的質量變為靜止時的多少倍？答案：解析：由公式m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))得m＝eq\f(m0,\r(1－\f(1,4)))＝eq\f(m0,\r(\f(3,4)))＝eq\f(2m0,\r(3))＝.13．根據愛因斯坦的狹義相對論，質量要隨著物體運動速度的增大而增大，即m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2))).請討論：(1)如果你使一個物體加速、加速、再加速，它的速度會增加到等于光速甚至大于光速嗎？為什么？(2)光有靜止質量嗎？如果有，情況將會怎樣？答案：見解析解析：(1)由m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))知：當v＝c時，m應是無窮大．物體加速時，隨著速度的不斷增大，物體質量不斷增大，產生加速度所需要的力