相对论时空观与牛顿力学的局限性 高一下学期物理人教版（2019）必修2

相对论时空观与牛顿力学的局限性从文艺复兴开始的近代科学革命，经过伽利略、第谷、开普勒等人的工作，科学取得很大进步，这种发展到牛顿那里达到顶峰.科学虽进展缓慢，但科学成就是伟大的，经典力学的成就体现在生活的方方面面.然而，经典力学并不是完美的科学理论,有其适用的局限性……经典力学相对论、量子力学形成时期物理学形成的初期阶段，受历史发展限制，理论较肤浅、片面形成于物理学充分发展的现代，理论较完善、科学适用范围低速运动、宏观世界任何情况都适用速度的合成时间与空间互不相干，关系式v船岸＝v船水＋v水岸成立速度与位移、时间的测量有关，v船岸＝v船水＋v水岸不成立联系(1)以下两种情况，相对论与经典力学的结论没有区别：①物体的速度远小于光速c(3×108m/s)时。②“普朗克常量”(6.63×10－34J·s)可以忽略不计时。(2)相对论和量子力学都没有否定经典力学，经典力学是相对论、量子力学的特殊情况。【典例一】【典例二】2、在地面附近有一高速飞过的火箭.关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的是(

)A.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变快了

B.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了

C.火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化

D.火箭上的人看到地面物体长度变小,时间进程变慢了【典例三】3、关于经典力学,下列说法正确的是()A.经典力学完全适用于宏观、低速运动B.经典力学取得了巨大成就,是普遍适用的C.随着物理学的发展,经典力学将逐渐成为过时的理论D.由于相对论、量子力学的提出,经典力学已经失去了它的应用价值解题思路：经典力学完全适用于宏观、低速运动的物体,宏观物体是相对于微观粒子而言的,故A正确；经典力学取得了巨大的成就,但它也具有一定的局限性,并不是普遍适用的,故B错误;在微观高速情况下,要用量子力学和相对论来解释,但是并不会因为相对论和量子力学的出现,就否定了经典力学,经典力学仍然是正确的,不会过时,也不会失去价值,故C、D错误。答案：A【基础练习】1、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存引力定律C.相对论的创立表明经典力学已不再适用D.爱因斯坦建立了狭义相对论,把物理学推广到高速领域解析：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许进行的,故A正确,B错误;相对论并没有否定经典力学,经典力学对于低速、宏观物体的运动仍适用,故C错误;狭义相对论的建立,是人类取得的重大成就,从而把物理学推广到高速领域,故D正确。答案：AD2、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。下列说法正确的是(

)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解析：相对论和量子力学的出现,并没有否定经典力学,经典力学是相对论和量子力学在低速、宏覌条件下的特殊情形,故A错误;相对论和量子力学适用于高速、微现的物体,补充了经典力学的不足,说明不同领域的事物各有其本质与规律,故C正确;人们对客观世界的认识要受到所处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的不同事物的本质与规侓,故BD正确。答案：BCD3、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命,主要是因为(

)A.否定了经典力学的绝对时空观

B.揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性

C.打破了经典力学体系的局限性

D.使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界解析：经典力学的绝对时空观适用于宏观低速物体,相对论仅是证明其不适用微观、高速物体,所以选项A错误;运动的钟变慢,运动的尺縮短,运动物体的质量变大,这是狭义相对论的几个重要的效应,揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性,选项B正确;爱因斯坦相对论解释了经典牛顿力学不能解释的高速、微观范围,但狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系,指出它们都服从狭义相对性原理,它打破了经典力学体系的局限性,选项C正确;普朗克提出的量子理论使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界,选项D错误。答案：BC4、下列适合用牛顿运动定律研究的是(

)A.研究高速运动的电子

B.研究月球绕地球的运转情况

C.研究运动员百米跑的情况

D.研究火车从广州开往深圳的运动解析：经典力学只适用于处理宏观物体的低速运动。故BCD正确,A错误。答案：BCD5、下列有关长度的相对性理解正确的是(

)A.经典物理学家认为物体的长度与物体是否相对观察者运动无关

B.当一直杆沿自身方向运动时长度变小

C.无论直杆沿什么方向运动,直杆的长度均不变

D.当两平行的直杆沿自身方向做相对运动时,则与两直杆共同运动的两观察者认为对方的直杆的长度没变解析：经典物理学家认为物体的长度与物体是否相对观