PAGEPAGE1第6節經典力學的局限性課時分層訓練「基礎達標練」1．關于經典力學和相對論，下列說法正確的是()A．經典力學和相對論是各自獨立的學說，互不相容B．相對論是在否定了經典力學的基礎上建立起來的C．相對論和經典力學是兩種不同的學說，二者沒有聯系D．經典力學包含于相對論之中，經典力學是相對論的特例解析：選D經典力學包含于相對論之中，經典力學是相對論的特例，即當速度遠小于光速時的特別情形，故D選項正確．2．(多選)物理學的發展豐富了人類對物質世界的相識，推動了科學技術的創新和革命，促進了物質生產的旺盛與人類文明的進步，下列表述正確的是()A．牛頓發覺了萬有引力定律B．牛頓通過試驗證明了萬有引力定律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，把物理學推動到高速領域解析：選AD萬有引力定律是牛頓發覺的，但在試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，把物理學推動到高速領域，D對．3．關于經典力學，下列說法正確的是()A．僅適用于微觀粒子的運動B．適用于宏觀物體的低速運動C．經典力學中，物體的質量與其運動速度有關D．經典力學中，物體的長度與其運動速度有關解析：選B經典力學運用條件為：宏觀，低速．對微觀，高速運動不再適用，故A錯誤，B正確；在相對論力學中，物體的質量、長度與其運動速度有關；經典力學中，物體的質量、長度與其運動速度無關，故C、D錯誤．4．(多選)經典力學規律適用于下列運動的是()A．子彈的飛行B．飛船繞地球的運行C．列車的運行D．粒子接近光速的運動解析：選ABC經典力學的適用范圍是宏觀、低速情形，子彈的飛行、飛船繞地球的運行、列車的運動，經典力學都能適用，故A、B、C正確；對于微觀、高速的情形經典力學不適用，故D錯誤．5．(多選)對于公式m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))，下列說法中正確的是()A．式中的m0是物體以速度v運動時的質量B．當物體的運動速度v>0時，物體的質量m>m0，即物體的質量變更了，故經典力學不適用，是不正確的C．當物體以較小速度運動時，質量變更非常微弱，經典力學理論仍舊適用，只有當物體以接近光速運動時，質量變更才明顯，故經典力學適用于低速運動，而不適用于高速運動D．通常由于物體的運動速度太小，故質量的變更我們感覺不到，在分析地球上宏觀物體的運動時，不必考慮質量的變更解析：選CD公式中的m0是物體靜止時的質量，m是物體以速度v運動時的質量，故A錯誤；由公式可知，只有當物體速度v接近光速時，物體的質量變更才明顯，一般狀況下物體的質量變更非常微弱，故經典力學理論仍舊適用，故B錯誤，C、D正確．6．通過一個加速裝置對電子施加很大的恒力，使電子從靜止起先加速，則對這個加速過程，下列描述正確的是()A．依據牛頓其次定律，電子將不斷做勻加速直線運動B．電子先做勻加速直線運動，后以光速做勻速直線運動C．電子起先近似于做勻加速直線運動，后來質量增大，牛頓運動定律不再適用D．電子是微觀粒子，整個加速過程根本就不能用牛頓運動定律說明解析：選C電子在加速裝置中由靜止起先加速，起先階段速度較低，遠低于光速，此時牛頓運動定律基本適用，可以認為在它被加速的最初階段，它做勻加速直線運動．隨著電子的速度越來越大，接近光速時，相對論效應越來越大，質量加大，它不再做勻加速直線運動，牛頓運動定律不再適用，故C正確，A、B、D錯誤．7．下列說法中正確的是()A．愛因斯坦的狹義相對論探討的是物體在低速運動時所遵循的規律B．愛因斯坦的狹義相對論探討的是物體在高速運動時所遵循的規律C．牛頓力學的運動定律探討的是物體在低速運動時所遵循的規律D．牛頓力學的運動定律探討的是物體在高速運動時所遵循的規律解析：選C牛頓力學運動規律為經典力學，它探討的是低速的宏觀物體的運動；狹義相對論適用于全部物體的運動，故A、B、D錯誤，C正確．8．假如一粒子的質量為其靜止時的質量的100倍，該粒子必需以多大的速率運動？(光速為c)解析：依據質量與速度的關系：m＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))得v＝ceq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m0,m)))2)，所以v＝ceq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m0,100m0)))2)＝0.99995c.答案：0.99995「實力提升練」9．關于經典力學的局限性，下列說法正確的是()A．火車提速后，有關速度問題不能用經典力學來處理B．由于經典力學有局限性，所以一般力學問題都用相對論力學來解決C．經典力學適用于宏觀低速運動的物體D．經典力學只適用于像地球和太陽那樣大的宏觀物體解析：選C經典力學是有局限性，經典力學適用于宏觀低速運動的物體，對物體速度遠小于光速的一般力學問題仍能用經典力學來解決，所以即使在火車提速后，有關速度問題仍能用經典力學來處理，故A、B錯誤，C正確；經典力學不僅適用于像地球和太陽那樣大的宏觀物體，也適用一般尺寸的宏觀物體，故D錯誤．10．經典力學只適用于低速運動，不適用于高速運動，這里的“高速”是指()A．聲音在空氣中的傳播速度B．第一宇宙速度C．高鐵列車允許行駛的最大速度D．接近真空中光的傳播速度解析：選D相對論的創始人是愛因斯坦，據相對論理論，時間、空間與物體的運動速度有關，如：相對質量公式為m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))，m0是物體靜止時的質量，m是物體的運動時的質量，v是物體速度，c是光速．所以這里的“高速”應當是指接近真空中光的傳播速度，故D正確，A、B、C錯誤．11．中國于2024年6月前后實施了長征五號B運載火箭的首飛任務，關于長征五號及其運載衛星，以下說法正確的是()A．經典力學認為長征五號速度越大，長度越大B．經典力學認為長征五號的速度越大，質量越大C．衛星在軌速度高達3.1km/s，經典力學依舊可以精確描述其運動D．經典力學也適用精確描述高速電子的運動及進行量子通信的探討解析：選C經典力學認為，物體的長度和質量與物體的速度無關，選項A、B錯誤；經典力學適用于宏觀低速物體，雖然衛星在軌速度高達3.1km/s，但遠小于光速，經典力學依舊可以精確描述其運動，選項C正確；經典力學適用于宏觀低速物體，不適用微觀的高速粒子，所以經典力學不適用精確描述高速電子的運動及進行量子通信的探討，選項D錯誤．12．某物體在低速(接近0)狀況下質量為m0，在速度為v的高速(接近光速)狀況下質量為m，則由狹義相對論，物體速度v為()A.eq\f(m0,m)·c C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(m0,m)))·c D．eq\r(1＋\f(m\o\al(02),m2))·c解析：選B依據m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))可得v＝eq\r(1－\f(m\o\al(02),m2))·c，故B選項正確．13．把電子從v1＝0.9c加速到v2＝0.97c時電子的質量增加多少？(已知電子靜止質量m0＝9.1×10－解析：電子速度為v1時電子質量為m1＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v1,c)))2))＝eq\f(m0,\r(1－0.92))電子速度為v2時電子質量為m2＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,c)))2))＝eq\f(m0,\r(1－0.972))電子質量增量為Δm＝m2－m1＝1.66×10－30kg答案：1.66×10－3014．依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))).請探討：(1)假如你使一個物體加速、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？假如有，狀況將會怎樣？解析：(1)由m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2