習(xí)題1：經(jīng)典力學(xué)的局限性

經(jīng)典力學(xué)的局限性1．下列運(yùn)動情況，哪些能運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律()A．發(fā)射高速火箭，將“勇氣”號送入火星軌道B．研究月球繞地球的運(yùn)動C．研究塵埃的運(yùn)動D．研究光的傳播解析：牛頓運(yùn)動定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，適用于低速運(yùn)動、宏觀物體，不適用于高速運(yùn)動微觀領(lǐng)域。答案：ABC2．經(jīng)典力學(xué)只適用于“宏觀世界”，這里的“宏觀世界”是指()A．行星、恒星、星系等巨大的物質(zhì)領(lǐng)域B．地球表面上的物質(zhì)世界C．人眼能看到的物質(zhì)世界D．不涉及分子、原子、電子等微觀粒子的物質(zhì)世界解析：A、B、C三個選項(xiàng)說的當(dāng)然都屬于“宏觀世界”，但都很片面，沒有全面描述，本題應(yīng)選D。答案：D3．在物理學(xué)發(fā)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進(jìn)步。在對以下幾位物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中，正確的說法是()A．愛因斯坦創(chuàng)立了“日心說”B．哥白尼提出了“地心說”C．伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動定律D．牛頓總結(jié)出了萬有引力定律解析：“日心說”由哥白尼提出，愛因斯坦創(chuàng)立了相對論理論，A、B錯。行星運(yùn)動定律是開普勒發(fā)現(xiàn)的，C錯。萬有引力定律是牛頓總結(jié)提出的，D對。答案：D4．下列說法正確的是()A．在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量也不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變B．在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨運(yùn)動速度的增加而減小，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大C．在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大D．上述說法都是錯誤的解析：在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大，二者在速度遠(yuǎn)小于光速時是統(tǒng)一的。答案：C5．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和相對論，下列說法正確的是()A．經(jīng)典力學(xué)和相對論是各自獨(dú)立的學(xué)說，互不相容B．相對論是在否定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上建立起來的C．相對論和經(jīng)典力學(xué)是兩種不同的學(xué)說，二者沒有聯(lián)系D．經(jīng)典力學(xué)包含于相對論之中，經(jīng)典力學(xué)是相對論的特例解析：相對論的建立并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)是相對論在一定條件下的特殊情形，D正確。答案：D6．對于時空觀的認(rèn)識，下列說法正確的是()A．相對論給出了物體在低速運(yùn)動時所遵循的規(guī)律B．相對論具有普遍性，經(jīng)典力學(xué)為它在低速運(yùn)動時的特例C．相對論的出現(xiàn)使經(jīng)典力學(xué)在自己的適用范圍內(nèi)不再繼續(xù)發(fā)揮作用D．經(jīng)典力學(xué)建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，它的結(jié)論又受到無數(shù)次實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，因此在任何情況下都適用解析：相對論給出了物體在高速運(yùn)動時所遵循的規(guī)律，經(jīng)典力學(xué)為它在低速運(yùn)動時的特例，在自己的適用范圍內(nèi)還將繼續(xù)發(fā)揮作用。因此A、C、D錯誤，B正確。答案：B7．下列說法中正確的是()A．經(jīng)典力學(xué)是以牛頓的三大運(yùn)動定律為基礎(chǔ)的B．經(jīng)典力學(xué)在任何情況下都適用C．當(dāng)物體的速度接近光速時，經(jīng)典力學(xué)就不適用了D．相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，使經(jīng)典力學(xué)失去了意義解析：牛頓運(yùn)動定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，A正確。經(jīng)典力學(xué)只適用于低速宏觀的物體，B錯誤，C正確。相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，只是說經(jīng)典力學(xué)有一定的適用范圍，D錯誤。答案：AC8．下面說法中正確的是()①根據(jù)牛頓的萬有引力定律可以知道，當(dāng)星球質(zhì)量不變，半徑變?yōu)樵瓉淼囊话霑r，表面上的引力將變?yōu)樵瓉淼?倍②按照廣義相對論可以知道，當(dāng)星球質(zhì)量不變，半徑變?yōu)樵瓉淼囊话霑r，表面上的引力將大于原來的4倍③在球體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的理論和牛頓的引力理論計(jì)算出的力差異很大④在天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計(jì)算出的力差異不大A．①② B．③④C．①③ D．②④解析：只要天體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么由愛因斯坦和牛頓引力理論計(jì)算出的力的差異并不很大；但當(dāng)天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時，這種差異將急劇增大。故正確答案為A。答案：A9．通過一個加速裝置對電子加一很大的恒力，使電子從靜止開始加速，則對這個加速過程，下列描述正確的是()A．根據(jù)牛頓第二定律，電子將不斷做勻加速直線運(yùn)動B．電子先做加速運(yùn)動，后以光速做勻速直線運(yùn)動C．電子開始先近似于勻加速運(yùn)動，后來質(zhì)量增大，牛頓運(yùn)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(yùn)動定律解釋解析：電子在加速裝置中由靜止開始加速，開始階段速度較小，遠(yuǎn)小于光速，此時牛頓運(yùn)動定律基本適用，可以認(rèn)為在它被加速的最初階段，它做勻加速運(yùn)動。隨著電子的速度越來越大，接近光速時，相對論效應(yīng)越來越大，質(zhì)量加大，它不再做勻加速直線運(yùn)動，牛頓運(yùn)動定律不再適用。答案：C10．根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論，質(zhì)量要隨著物體運(yùn)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(zhì)量嗎？如果有，情況將會怎樣？解析：(1)由m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))知：當(dāng)v＝c時，m應(yīng)是無窮大。隨著質(zhì)量的不斷增大，產(chǎn)生加速度的力會隨著不斷增大。使加速越來越困難。因此一個物體不管怎樣加速，它的速度不會等于甚至超過光速。