2019-2020年高中物理 6.1經(jīng)典時(shí)空觀 6.2狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)同步練習(xí)(含解析)新人教版選修3-4.doc
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2019-2020年高中物理 6.1經(jīng)典時(shí)空觀 6.2狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)同步練習(xí)(含解析)新人教版選修3-4 1.如果牛頓運(yùn)動(dòng)定律在某個(gè)參考系中成立,這個(gè)參考系叫做____________________相對(duì)一個(gè)慣性系做________________________的另一個(gè)參考系也是慣性系.在任何慣性系中,力學(xué)規(guī)律都是一樣的,都可以用________________來(lái)描述,這一結(jié)論稱為伽利略相對(duì)性原理. 2.經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為,時(shí)間和空間是恒定________的,________________的. 3.狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè):(1)狹義相對(duì)性原理(愛(ài)因斯坦相對(duì)性原理)為在不同的慣性參考系中,________________________都是相同的(2)光速不變?cè)恚篲_______的光速在________________________________中都是相同的. 4.某地發(fā)生洪澇災(zāi)害,災(zāi)情緊急,特派一飛機(jī)前往,飛機(jī)在某高度做勻速直線運(yùn)動(dòng),投放一包救急品,災(zāi)民看到物品做曲線運(yùn)動(dòng),飛行員看到物品做自由落體運(yùn)動(dòng),物品剛好落到災(zāi)民救濟(jì)處,根據(jù)經(jīng)典時(shí)空觀,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.飛機(jī)為非慣性參考系 B.飛機(jī)為慣性參考系 C.災(zāi)民為非慣性參考系 D.災(zāi)民為慣性參考系 5.關(guān)于狹義相對(duì)論,下列說(shuō)法不正確的是( ) A.狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的 B.狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性系中,光在真空中的速度都等于c,與光源的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān) C.狹義相對(duì)論只涉及無(wú)加速運(yùn)動(dòng)的慣性系 D.狹義相對(duì)論任何情況下都適用 概念規(guī)律練 知識(shí)點(diǎn)一 伽利略相對(duì)性原理及伽利略速度變換 1.一輛勻速行駛的汽車車廂內(nèi),實(shí)驗(yàn)者是否可以不受場(chǎng)地的影響,來(lái)進(jìn)行用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)? 2.如圖1所示,在列車車廂的光滑水平底面上有一個(gè)質(zhì)量為m=5 kg的小球,正隨車廂一起以20 m/s的速度勻速前進(jìn).現(xiàn)在給小球一個(gè)水平向前的F=5 N的拉力作用,求經(jīng)10 s時(shí),車廂里的觀察者和地面的觀察者看到小球的速度分別是多少? 圖1 知識(shí)點(diǎn)二 光速不變?cè)? 3.判斷下面說(shuō)法中正確的是( ) A.在以c沿豎直方向升空的火箭上向前發(fā)出的光,對(duì)地速度一定比c大 B.在以c沿豎直方向升空的火箭上向后發(fā)出的光,對(duì)地速度一定比c小 C.在以c沿豎直方向升空的火箭上沿水平方向發(fā)出的光對(duì)地速度為c D.在以c沿豎直方向升空的火箭上向任一方向發(fā)出的光對(duì)地速度都為c 4.考慮以下幾個(gè)問(wèn)題: 圖2 (1)如圖2所示,參考系O′相對(duì)于參考系O靜止時(shí),人看到的光速應(yīng)是多少? (2)參考系O相對(duì)于參考系O′以速度v向右運(yùn)動(dòng)時(shí),人看到的光速應(yīng)是多少? (3)參考系O相對(duì)于參考系O′以速度v向左運(yùn)動(dòng)時(shí),人看到的光速又是多少? 方法技巧練 經(jīng)典相對(duì)性原理的理解技巧 5.在不同的慣性參考系中,物體的運(yùn)動(dòng)情況可能不同.例如在勻速行駛的車上看,座位上的人是靜止的,在地面看,座位上的人是運(yùn)動(dòng)的;在勻速行駛的船上看,桅桿上掉下來(lái)的物體在做自由落體運(yùn)動(dòng),在岸邊看,物體在做平拋運(yùn)動(dòng)……它們?cè)诓煌膽T性系中遵從的力學(xué)規(guī)律一樣嗎?也就是說(shuō),地面物體的運(yùn)動(dòng)要遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律,車上、船上的物體是否也要遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律呢? 6.下列物體的運(yùn)動(dòng)服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律的是( ) A.自行車、汽車、火車、飛機(jī)等交通工具的運(yùn)動(dòng) B.發(fā)射導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船的運(yùn)動(dòng) C.物體運(yùn)動(dòng)的速率接近真空中的光速 D.地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng) 1.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.17世紀(jì)末期,以經(jīng)典力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、電磁場(chǎng)理論為主要內(nèi)容的物理學(xué)形成了完整的科學(xué)體系 B.1632年愛(ài)因斯坦發(fā)表了《關(guān)于兩個(gè)世界體系的對(duì)話》 C.牛頓運(yùn)動(dòng)定律僅在慣性系中才能成立 D.力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的,這個(gè)論述叫做伽利略相對(duì)性原理 2.關(guān)于牛頓力學(xué)的適用范圍,下列說(shuō)法正確的是( ) A.適用于宏觀物體 B.適用于微觀物體 C.適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體 D.適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體 3.通常我們把地球和相對(duì)地面靜止或勻速運(yùn)動(dòng)的參考系看成慣性系,若以下列系統(tǒng)為參考系,則其中屬于非慣性系的有( ) A.停在地面上的汽車 B.繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船 C.在大海上勻速直線航行的輪船 D.以較大速度勻速運(yùn)動(dòng)的磁懸浮列車 4.根據(jù)伽利略相對(duì)性原理,可以得到下列結(jié)論( ) A.力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的 B.同一力學(xué)規(guī)律在不同的慣性系中可能不同 C.在一個(gè)慣性參照系里不能用力學(xué)實(shí)驗(yàn)判斷該參照系是否在勻速運(yùn)動(dòng) D.在一個(gè)慣性參照系里可以用力學(xué)實(shí)驗(yàn)判斷該參照系是否在勻速運(yùn)動(dòng) 5.有下列幾種說(shuō)法:①所有慣性系對(duì)物理基本規(guī)律都是等價(jià)的;②在真空中,光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān);③在任何慣性系中,光在真空中沿任何方向的傳播速度都相同.關(guān)于上述說(shuō)法( ) A.只有①②是正確的 B.只有①③是正確的 C.只有②③是正確的 D.三種說(shuō)法都是正確的 6.伽利略相對(duì)性原理是 _____________________________________________________________________. 7.狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)是 ____________________________________________________________________; ________________________________________________________________________. 8.火箭以0.50c的速度離開地球,從火箭上向地球發(fā)射一個(gè)光信號(hào).火箭上測(cè)得光離開的速度是c.根據(jù)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)學(xué),光到達(dá)地球時(shí)測(cè)得的速度是多少?根據(jù)狹義相對(duì)性原理呢? 9.飛船在高空以c的速度向目標(biāo)飛行,從飛船上向目標(biāo)方向發(fā)射一個(gè)光信號(hào),則在地面的觀察者看光信號(hào)的速度是1.1c嗎? 10.如圖3所示,愛(ài)因斯坦通過(guò)研究“磁體相對(duì)于導(dǎo)體回路運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體回路就會(huì)感應(yīng)出電流”這一現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了經(jīng)典物理學(xué)的什么破綻? 圖3 11.假若你坐在火車中,在車廂地板上有一光滑的小球.在某段時(shí)間內(nèi),球相對(duì)于你不滾動(dòng),則此時(shí)的火車能否看成是慣性參考系?若某段時(shí)間內(nèi),你發(fā)現(xiàn)球加速離你而去,則此時(shí)的火車能否看成是慣性參考系? 第六章 相對(duì)論 第1節(jié) 經(jīng)典時(shí)空觀 第2節(jié) 狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè) 答案 課前預(yù)習(xí)練 1.慣性參考系 勻速直線運(yùn)動(dòng) 牛頓定律 2.獨(dú)立 互不相關(guān) 3.(1)一切物理規(guī)律 (2)真實(shí) 不同的慣性參考系 4.BD [物品投放后,僅受重力作用,飛行員看到物品是做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng),符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律,故飛機(jī)為慣性參考系,B對(duì);而地面上的人員看到物品做初速度不為零的拋體運(yùn)動(dòng),也符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律,D也對(duì).] 5.D [由狹義相對(duì)論原理可知D錯(cuò)誤.] 課堂探究練 1.可以進(jìn)行用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn) 解析 勻速行駛的汽車屬于慣性系,所以他能夠完成這個(gè)實(shí)驗(yàn),且與地面上的結(jié)果無(wú)異. 點(diǎn)評(píng) (1)地球以及相對(duì)于地球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系為慣性系. (2)力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的. 2.10 m/s 30 m/s 解析 對(duì)車上的觀察者 物體的初速度v0=0,加速度a==1 m/s2 10 s時(shí)速度v1=at=10 m/s. 對(duì)地上的觀察者 解法一 物體初速度v0=20 m/s 加速度相同a==1 m/s2 10 s末速度v2=v0+at=30 m/s. 解法二 根據(jù)速度合成法則 v2=v1+v0=(10+20) m/s=30 m/s. 點(diǎn)評(píng) 在兩個(gè)慣性系中,雖然觀察到的結(jié)果并不相同,一個(gè)10 m/s,另一個(gè)30 m/s,但我們卻應(yīng)用了同樣的運(yùn)動(dòng)定律和速度合成法則.也就是說(shuō),力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的. 3.CD [根據(jù)狹義相對(duì)論的基本假設(shè)——光速不變?cè)砜芍赫婵罩械墓馑傧鄬?duì)于火箭的速度為c,相對(duì)于地面的速度也為c,對(duì)不同的慣性系是相同的,因此C、D正確,A、B錯(cuò)誤.] 4.(1)c (2)c (3)c 解析 根據(jù)狹義相對(duì)論光速不變?cè)碇紤?yīng)為c. 點(diǎn)評(píng) 光速不變?cè)碇傅氖钦婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的. 5.都遵從相同的力學(xué)規(guī)律 解析 根據(jù)狹義相對(duì)性原理,在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的.所以不管地面上的運(yùn)動(dòng)物體,還是車上的、船上的物體都遵從相同的力學(xué)規(guī)律. 6.ABD [經(jīng)典力學(xué)規(guī)律只適用于宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng),所以A、B、D正確.當(dāng)物體的速率接近真空中的光速時(shí),就不適合用經(jīng)典力學(xué)來(lái)解釋了,C錯(cuò)誤.] 方法總結(jié) 理解經(jīng)典相對(duì)性原理要抓住兩點(diǎn):(1)慣性參考系是指地球以及相對(duì)地球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系;(2)力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都相同,即同一物體相對(duì)于不同的慣性系,討論其運(yùn)動(dòng)時(shí),所采用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和速度合成法則是相同的. 課后鞏固練 1.CD [由經(jīng)典的相對(duì)性原理可知C、D正確.] 2.AD [由經(jīng)典力學(xué)的局限性可知A、D正確.] 3.B [由慣性系和非慣性系的概念可知B正確.] 4.AC [由伽利略相對(duì)性原理可知A、C正確.] 5.D 6.力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的,或者說(shuō),任何慣性參考系都是平權(quán)的. 7.狹義相對(duì)性原理:在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的.光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的. 8.0.5c c 解析 據(jù)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)學(xué)v=0.5c,據(jù)狹義相對(duì)性原理:光速不變,到達(dá)地球時(shí)光速為c. 9.不是,光信號(hào)相對(duì)地面的觀察者速度仍然是c. 解析 由經(jīng)典力學(xué)的相對(duì)性原理可知,光信號(hào)相對(duì)地面的速度v=c+c=1.1c,但這一結(jié)論是錯(cuò)誤的. 根據(jù)光速不變?cè)?,真空中的光速相?duì)于飛船為c,相對(duì)于地面也為c,對(duì)不同慣性參考系是相同的,這一判斷已被邁克耳孫—莫雷實(shí)驗(yàn)所證實(shí). 方法點(diǎn)撥 經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論具有一定的局限性,一般只適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng). 10.見(jiàn)解析 解析 愛(ài)因斯坦針對(duì)這一個(gè)實(shí)驗(yàn)分析,“從磁體看,肯定沒(méi)有電場(chǎng);可是從導(dǎo)體回路看,卻肯定有電場(chǎng).”于是,“電場(chǎng)的有無(wú)就成為相對(duì)的了,取決于所用坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).” 同一實(shí)驗(yàn)在不同參考系中居然有完全不同的解釋,這違背了伽利略相對(duì)性原理,由此愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)困難在于“運(yùn)動(dòng)學(xué)的一些基本概念的任意性上”,促使他提出了狹義相對(duì)論. 11.能 不能 解析 當(dāng)球不滾動(dòng)時(shí),符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律,因此火車可看成慣性參考系.當(dāng)球加速滾動(dòng)時(shí),由于球只受重力和支持力作用,所受合力為零,因此不符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律,不能把火車看成慣性參考系.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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