高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)：7.5相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性

高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)：7.5相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性一、相對論時空觀1．愛因斯坦假設(shè)(1)在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式都是相同的．(2)真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都是相同的．2．時間和空間的相對性(1)時間延緩效應(yīng)如果相對于地面以速度v運(yùn)動的慣性參考系上的人觀察到與其一起運(yùn)動的物體完成某個動作的時間間隔為Δτ，地面上的人觀察到該物體在同一地點(diǎn)完成這個動作的時間間隔為Δt，那么兩者之間的關(guān)系是Δt＝eq\f(Δτ,1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2)).由于1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2)<1，所以總有Δt>Δτ，此種情況稱為時間延緩效應(yīng)．(2)長度收縮效應(yīng)如果與桿相對靜止的人測得桿長是l0，沿著桿的方向，以v相對桿運(yùn)動的人測得桿長是l，那么兩者之間的關(guān)系是l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2)).由于1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2<1，所以總有l(wèi)<l0，此種情況稱為長度收縮效應(yīng)．3．相對論時空觀Δt＝eq\f(Δτ,1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2))和l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2))表明運(yùn)動物體的長度(空間距離)和物理過程的快慢(時間進(jìn)程)都跟物體的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)．它所反映的時空觀稱作相對論時空觀．二、牛頓力學(xué)的成就與局限1．牛頓力學(xué)的局限性電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子，它們不僅具有粒子性，同時還具有波動性，它們的運(yùn)動規(guī)律在很多情況下不能用牛頓力學(xué)來證明．2．牛頓力學(xué)的適用范圍只適用于低速運(yùn)動，不適用于高速運(yùn)動；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界．3．相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的聯(lián)系當(dāng)物體的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速c時(c＝3×108m/s)，相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別；當(dāng)另一個重要常數(shù)即普朗克常量h可以忽略不計(jì)時(h＝6.63×10－34J·s)，量子力學(xué)和牛頓力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別．相對論與量子力學(xué)都沒有否定過去的科學(xué)，而只認(rèn)為過去的科學(xué)是自己在一定條件下的特殊情形．1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)在經(jīng)典力學(xué)中，位移的測量與參考系的運(yùn)動情況無關(guān)． (√)(2)在相對論力學(xué)中，運(yùn)動的時鐘和靜止的時鐘快慢相同． (×)(3)洲際導(dǎo)彈的速度有時可達(dá)到6000m/s，這一速度屬于相對論中的高速． (×)(4)經(jīng)典力學(xué)一般不適用于微觀粒子． (√)(5)對于宏觀物體的低速運(yùn)動問題，相對論、量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)是一致的． (√)2．下列物體的運(yùn)動不能用經(jīng)典力學(xué)描述的是()A．飛機(jī)的飛行 B．人造衛(wèi)星的運(yùn)行C．小汽車的行駛 D．光子的運(yùn)動D[經(jīng)典力學(xué)適用于低速宏觀的物體，A、B、C不符合題意，選項(xiàng)D符合題意．]3．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的局限性，下列說法正確的是()A．火車提速后，有關(guān)速度問題不能用經(jīng)典力學(xué)來處理B．由于經(jīng)典力學(xué)有局限性，所以一般力學(xué)問題都用相對論力學(xué)來解決C．經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速運(yùn)動的物體D．經(jīng)典力學(xué)只適用于像地球和太陽那樣大的宏觀物體C[經(jīng)典力學(xué)有局限性，經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速運(yùn)動的物體，但對于一般力學(xué)問題仍能用經(jīng)典力學(xué)來解決，所以即使在火車提速后，有關(guān)速度問題仍能用經(jīng)典力學(xué)來處理，故A、B錯誤，C正確；經(jīng)典力學(xué)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．故選C.]時間與空間的相對性[要點(diǎn)歸納]愛因斯坦假設(shè)中的主要效應(yīng)(1)長度收縮效應(yīng)：運(yùn)動長度l會收縮，即l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2)).(2)時間延緩效應(yīng)：運(yùn)動時鐘會變慢，即Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\f(v2,c2))).【例1】地面上長100km的鐵路上空有一火箭沿鐵路方向以30km/s的速度掠過，則火箭上的人看到鐵路的長度應(yīng)該為多少？如果火箭的速度達(dá)到0.6c，則火箭上的人看到的鐵路的長度又是多少？[解析]當(dāng)火箭速度較低時，長度基本不變，還是100km.當(dāng)火箭的速度達(dá)到0.6c時，由相對論長度公式l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2))代入相應(yīng)的數(shù)據(jù)解得l＝100×eq\r(1－0.62)km＝80km.[答案]100km80km由公式l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2))知，相對于地面以速度v運(yùn)動的物體，從地面上看，沿著運(yùn)動方向上的長度變短了，速度越大，變短得越多.,兩種情況：1在垂直于運(yùn)動方向不發(fā)生長度收縮效應(yīng)現(xiàn)象.2我們平常觀察不到這種長度收縮效應(yīng)，是因?yàn)槲覀兩钤诒裙馑俚偷枚嗟牡退偈澜缋铮L度收縮效應(yīng)極不明顯，即使運(yùn)動物體的速度達(dá)到v＝30000km/s即0.1c，長度收縮效應(yīng)也只不過是5%，因此，在低速運(yùn)動中，v?c，l≈l0，長度收縮效應(yīng)可忽略不計(jì).1．A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面上的某處，vA＞vB，在火箭A上的人觀察到的結(jié)果正確的是()A．火箭A上的時鐘走得最快B．地面上的時鐘走得最快C．火箭B上的時鐘走得最快D．火箭B上的時鐘走得最慢A[在火箭A上的人看來，地面和火箭B都高速遠(yuǎn)離自己，由Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2)))知，在火箭A上的人觀察到的結(jié)果是地面和火箭B上的時鐘都變慢了，且vA＞vB，故地面上的時鐘最慢，因此A正確，B、C、D錯誤．]2．某宇航員要到離地球5光年的星球上去旅行，如果地球指揮中心希望把這路程縮短為3光年，則他所乘飛船相對地球的速度為()A．0.5c B．0.6cC．0.8c D．0.9cC[由l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2))，eq\f(l,l0)＝eq\f(3,5)，解得v＝eq\f(4,5)c，故C正確．]牛頓力學(xué)的局限性[觀察探究]粒子對撞機(jī)可以把質(zhì)子加速到接近于光速，如圖所示．經(jīng)典力學(xué)是否適用于質(zhì)子的運(yùn)動規(guī)律？如何研究質(zhì)子的運(yùn)動規(guī)律？提示：不適用．經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀低速運(yùn)動，描述微觀高速粒子的運(yùn)動要用到量子力學(xué)．[探究歸納]經(jīng)典力學(xué)與相對論、量子力學(xué)的比較(1)區(qū)別①經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動的物體；相對論是愛因斯坦假設(shè)闡述物體在以接近光速運(yùn)動時所遵循的規(guī)律．②經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀世界；量子力學(xué)能夠正確描述微觀粒子的運(yùn)動規(guī)律．(2)聯(lián)系①當(dāng)物體的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速時，相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別．②當(dāng)另一個重要常量即“普朗克常量”可以忽略不計(jì)時，量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別．③相對論和量子力學(xué)并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)是二者在一定條件下的特殊情形．【例2】關(guān)于經(jīng)典力學(xué)、愛因斯坦假設(shè)和量子力學(xué)，下列說法中正確的是()A．愛因斯坦假設(shè)和經(jīng)典力學(xué)是相互對立、互不相容的兩種理論B．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C．經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體的運(yùn)動，量子力學(xué)只適用于微觀粒子的運(yùn)動D．不論是宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的B[相對論沒有否定經(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，選項(xiàng)A錯誤，B正確．經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速、弱引力的領(lǐng)域，選項(xiàng)C、D錯誤．]3．以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是()A．低速、宏觀的運(yùn)動問題B．高速、微觀的運(yùn)動問題C．低速、微觀的運(yùn)動問題D．高速、宏觀的運(yùn)動問題[答案]A4．關(guān)于經(jīng)典時空觀和相對論時空觀，下列說法錯誤的是()A．經(jīng)典時空觀認(rèn)為時間和空間是獨(dú)立于物體及其運(yùn)動而存在的B．相對論時空觀認(rèn)為時間和空間與物體及其運(yùn)動有關(guān)系C．經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速運(yùn)動問題，不適用于微觀、高速運(yùn)動問題D．當(dāng)物體的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速時，相對論和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論仍有很大的區(qū)別D[經(jīng)典時空觀認(rèn)為時間和空間是獨(dú)立于物體及其運(yùn)動而存在的，而相對論時空觀認(rèn)為時間和空間與物體及其運(yùn)動有關(guān)系，A、B正確．經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速運(yùn)動問題，不適用于微觀、高速運(yùn)動問題，C正確．當(dāng)物體的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速時，相對論和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別，D錯誤．]課堂小結(jié)知識脈絡(luò)1.相對論時空觀的兩個主要效應(yīng)：①長度收縮效應(yīng)l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))；②時間延緩效應(yīng)Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\f(v2,c2))).2．經(jīng)典力學(xué)能精確地描述宏觀物體的運(yùn)動規(guī)律；量子力學(xué)能正確描述微觀粒子的運(yùn)動規(guī)律．3．量子力學(xué)和相對論都沒有否定過去的科學(xué)，而只認(rèn)為過去的科學(xué)是自己在一定條件下的特殊情形.【課堂同步練習(xí)】1．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)典物理學(xué)為它在低速運(yùn)動時的特例C．相對論的出現(xiàn)使經(jīng)典物理學(xué)在自己的適用范圍內(nèi)不再繼續(xù)發(fā)揮作用D．經(jīng)典物理學(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B[相對論給出了物體在高速運(yùn)動時所遵循的規(guī)律，經(jīng)典物理學(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．經(jīng)典物理學(xué)有簡捷的優(yōu)勢．因此A、C、D錯誤，B正確．]2．(多選)在地面附近有一高速飛過的火箭，關(guān)于地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象中正確的是()A．地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進(jìn)程變快了B．地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進(jìn)程變慢了C．火箭上的人觀察到火箭的長度和時間進(jìn)程均無變化D．火箭上的人看地面上的物體長度變短，時間進(jìn)程變慢了BCD[因?yàn)閘＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2))和Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))eq\s\up20(2)))，可知l＜l0，Δt＞Δτ.一個相對地面做高速運(yùn)動的慣性系中發(fā)生的物理過程，在地面上的人看來，火箭的長度變短了，它所經(jīng)歷的時間比在這個慣性系中直接觀察到的時間變長了，慣性系速度越大，觀察到的火箭的長度越短，所經(jīng)歷的過程時間越長．火箭上的人觀察到火箭的長度和時間進(jìn)程均無變化．同樣，火箭上的人看地面上的物體長度也是變短，時間進(jìn)程變慢了，選項(xiàng)B、C、D正確．]3．(多選)經(jīng)典力學(xué)規(guī)律適用于下列運(yùn)動的是()A．子彈的飛行B．飛船繞地球的運(yùn)行C．列車的運(yùn)行D．粒子接近光速的運(yùn)動ABC[經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是宏觀、低速情形，子彈的飛行、飛船繞地球的運(yùn)行、列車的運(yùn)動，經(jīng)典力學(xué)能適用，故A、B、C正確；對于微觀、高速的情形經(jīng)典力學(xué)不適用，故D錯誤．]4．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說法正確的是()A．僅適用于微觀粒子的運(yùn)動B．適用于宏觀物體的低速運(yùn)動C．經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量與其運(yùn)動速度有關(guān)D．經(jīng)典力學(xué)中，物體的長度與其運(yùn)動速度有關(guān)B[經(jīng)典力學(xué)適用條件為宏觀、低速，對微觀、高速運(yùn)動不再適用，故A錯誤，B正確．在相對論力學(xué)中，物體的質(zhì)量、長度與其運(yùn)動速度有關(guān)，經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量、長度與其運(yùn)動速度無關(guān)，故C、D錯誤．故選B.]《7.5相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性》專題訓(xùn)練一、相對論時空觀1.19世紀(jì)，英國物理學(xué)家麥克斯韋根據(jù)電磁場理論預(yù)言了電磁波的存在，并證明電磁波的傳播速度等于光速c.2.1887年邁克耳孫—莫雷實(shí)驗(yàn)以及其他一些實(shí)驗(yàn)表明：在不同的參考系中，光的傳播速度都是一樣的！這與牛頓力學(xué)中不同參考系之間的速度變換關(guān)系不符(填“相符”或“不符”).3.愛因斯坦假設(shè)：在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都是相同的.4.時間延緩效應(yīng)(1)如果相對于地面以v運(yùn)動的慣性參考系上的人觀察到與其一起運(yùn)動的物體完成某個動作的時間間隔為Δτ，地面上的人觀察到該物體在同一地點(diǎn)完成這個動作的時間間隔為Δt，那么兩者之間的關(guān)系是Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\f(v,c)2)).(2)Δt與Δτ的關(guān)系總有Δt＞Δτ，即物理過程的快慢(時間進(jìn)程)與運(yùn)動狀態(tài)有關(guān).(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)5.長度收縮效應(yīng)：(1)如果與桿相對靜止的人測得桿長是l0，沿著桿的方向，以v相對桿運(yùn)動的人測得桿長是l，那么兩者之間的關(guān)系是l＝l0eq\r(1－\f(v,c)2).(2)l與l0的關(guān)系總有l(wèi)＜l0，即運(yùn)動物體的長度(空間距離)跟物體的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān).(填“無關(guān)”或“有關(guān)”)二、牛頓力學(xué)的成就與局限性1.牛頓力學(xué)的成就：牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動定律，萬有引力定律的建立與應(yīng)用更是確立了人們對牛頓力學(xué)的尊敬.2.牛頓力學(xué)局限性：牛頓力學(xué)的適用范圍是低速(填“高速”或“低速”)運(yùn)動的宏觀(填“宏觀”或“微觀”)物體.(1)當(dāng)物體以接近光速運(yùn)動時，有些與牛頓力學(xué)的結(jié)論不相同.(2)電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子的運(yùn)動不能用牛頓力學(xué)來說明.3.牛頓力學(xué)不會被新的科學(xué)成就所否定，當(dāng)物體運(yùn)動的速度遠(yuǎn)小于光速c時，相對論物理學(xué)與牛頓力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別.1.判斷下列說法的正誤.(1)運(yùn)動的時鐘顯示的時間變慢，高速飛行的μ子的壽命變長.(√)(2)沿著桿的方向，相對于觀察者運(yùn)動的桿的長度變短.(√)(3)經(jīng)典力學(xué)只適用于世界上普通的物體，研究天體的運(yùn)動經(jīng)典力學(xué)就無能為力了.(×)(4)洲際導(dǎo)彈的速度可達(dá)到6000m/s，在這種高速運(yùn)動狀態(tài)下，經(jīng)典力學(xué)不適用.(×)(5)當(dāng)物體的速度接近光速時，經(jīng)典力學(xué)就不適用了.(√)(6)對于質(zhì)子、電子的運(yùn)動情況，經(jīng)典力學(xué)同樣適用.(×)2.以約8km/s的速度運(yùn)行的飛船上，一只完好的手表走過1h，地面上的時鐘顯示的時間________(填“大于”“等于”或“小于”)1h.答案大于一、相對論時空觀導(dǎo)學(xué)探究地球繞太陽公轉(zhuǎn)的速度是3×104m/s，設(shè)在美國伊利諾斯州費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的圓形粒子加速器可以把電子加速到0.999999999987倍光速的速度，請思考：(1)地球的公轉(zhuǎn)速度在狹義相對論中屬于低速還是高速？被加速器加速后的電子的速度屬于低速還是高速？(2)在地面上校準(zhǔn)的兩只鐘，一只留在地面上，一只隨宇宙飛船遨游太空，隔一段時間飛船返回地面時，兩只鐘顯示的時間相同嗎？有什么差別？答案(1)地球公轉(zhuǎn)速度屬于低速，被加速器加速后的電子的速度屬于高速.(2)不相同，隨飛船旅行的時鐘變慢(顯示的時間少).知識深化1.低速與高速(1)低速：通常所見物體的運(yùn)動，如行駛的汽車、發(fā)射的導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星及宇宙飛船等物體皆為低速運(yùn)動物體.(2)高速：有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近，這樣的速度稱為高速.2.相對論的兩個效應(yīng)(1)時間延緩效應(yīng)：運(yùn)動時鐘會變慢，即Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\f(v,c)2)).(2)長度收縮效應(yīng)：運(yùn)動長度會收縮，即l＝l0eq\r(1－\f(v,c)2).3.對于低速運(yùn)動的物體，相對論效應(yīng)可以忽略不計(jì)，一般用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律來處理；對于高速運(yùn)動問題，經(jīng)典力學(xué)不再適用，需要用相對論知識來處理.在靜止坐標(biāo)系中的正立方體邊長為l0，另一坐標(biāo)系以相對速度v平行于正立方體的一邊運(yùn)動.問在后一坐標(biāo)系中的觀察者測得的立方體的體積是多少？答案l03eq\r(1－\f(v,c)2)解析本題中正立方體相對于另一坐標(biāo)系以速度v運(yùn)動，一條邊與運(yùn)動方向平行，則坐標(biāo)系中觀察者測得該條邊的長度為l＝l0eq\r(1－\f(v,c)2)測得立方體的體積為V＝l02l＝l03eq\r(1－\f(v,c)2).物體靜止長度l0和運(yùn)動長度l之間的關(guān)系為l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))相對于地面以速度v運(yùn)動的物體，從地面上看：(1)沿著運(yùn)動方向上的長度變短了，速度越大，變短得越多.(2)在垂直于運(yùn)動方向不發(fā)生長度收縮效應(yīng)現(xiàn)象.A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面上的某處，vA＞vB，在地面上的人觀察到的結(jié)果正確的是()A.火箭A上的時鐘走得最快B.地面上的時鐘走得最快C.火箭B上的時鐘走得最快D.火箭B上的時鐘走得最慢答案B解析在地面上的人看來，A、B兩火箭都遠(yuǎn)離自己，由Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\f(v2,c2)))知，地面上的人觀察到的結(jié)果為：A、B兩火箭上的時鐘都變慢了.又vA＞vB，則A火箭上的時鐘走得最慢，地面上的時鐘走得最快，因此B正確，A、C、D錯誤.二、牛頓力學(xué)的成就與局限性導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，質(zhì)子束被加速到接近光速，經(jīng)典力學(xué)適用于質(zhì)子束的運(yùn)動規(guī)律嗎？圖1答案不適用.知識深化1.經(jīng)典力學(xué)的成就(1)經(jīng)典力學(xué)體系是時代的產(chǎn)物，是現(xiàn)代機(jī)械、土木建筑、交通運(yùn)輸以至航空航天技術(shù)的理論基礎(chǔ).(2)經(jīng)典力學(xué)的思想方法對藝術(shù)、政治、哲學(xué)等社會科學(xué)領(lǐng)域也有巨大影響.2.經(jīng)典力學(xué)的局限性及適用范圍(1)經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動的物體，相對論闡述物體在以接近光速運(yùn)動時所遵循的規(guī)律.(2)經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀世界；量子力學(xué)能夠正確描述微觀粒子的運(yùn)動規(guī)律.3.相對論和量子力學(xué)沒有否定經(jīng)典力學(xué)(1)當(dāng)物體的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速時，相對論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別；(2)當(dāng)?shù)慕Y(jié)論沒有區(qū)別.(3)相對論和量子力學(xué)并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)是二者在一定條件下的特殊情形.下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的說法正確的是()A.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速(遠(yuǎn)小于光速)運(yùn)動的物體B.經(jīng)典力學(xué)適用于微觀、高速(接近光速)運(yùn)動的粒子C.相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，表明經(jīng)典力學(xué)已被完全否定了D.經(jīng)典力學(xué)在理論和實(shí)踐上取得了巨大的成功，從地面到天體的運(yùn)動都服從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律，因此任何情況下都適用答案A解析經(jīng)典力學(xué)是狹義相對論在低速(v?c)條件下的近似，即只要速度遠(yuǎn)小于光速，經(jīng)過數(shù)學(xué)變換狹義相對論的公式就全部變化為經(jīng)典力學(xué)的公式，故A正確，B、D錯誤；相對論與量子力學(xué)并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，而是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，故C錯誤.下列運(yùn)動中不能用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律描述的是()A.子彈的飛行B.和諧號從深圳向廣州飛馳C.人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動D.粒子接近光速的運(yùn)動答案D解析子彈的飛行、火車的運(yùn)動及人造衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動，都屬于宏觀、低速，經(jīng)典力學(xué)能適用.而粒子接近光速的運(yùn)動，不能適用于經(jīng)典力學(xué)，故選D.1.(長度收縮效應(yīng))假設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運(yùn)行，其內(nèi)站立著一個中等身材的人，站在路旁的人觀察車?yán)锏娜?，觀察的結(jié)果是()A.這個人是一個矮胖子 B.這個人是一個瘦高個子C.這個人矮但不胖 D.這個人瘦但不高答案D解析取路旁的人為慣性系，車上的人相對于路旁的人高速運(yùn)動，根據(jù)長度收縮效應(yīng)，人在運(yùn)動方向上將變窄，但在垂直于運(yùn)動方向上沒有發(fā)生變化，故選D.2.(時間延緩效應(yīng))話說有兄弟兩個，哥哥乘坐宇宙飛船以接近光的速度離開地球去遨游太空，經(jīng)過一段時間返回地球，哥哥驚奇地發(fā)現(xiàn)弟弟比自己要蒼老許多，則該現(xiàn)象的科學(xué)解釋是()A.哥哥在太空中發(fā)生了基因突變，停止生長了B.弟弟思念哥哥而加速生長了C.由相對論可知，物體速度越大，在其上時間進(jìn)程就越慢，生理過程也越慢D.這是神話，科學(xué)無法解釋答案C解析根據(jù)相對論的時間延緩效應(yīng)，當(dāng)飛船速度接近光速時，時間會變慢，時間延緩效應(yīng)對生命過程、化學(xué)反應(yīng)等也是成立的.飛船運(yùn)行的速度越大，時間延緩效應(yīng)越明顯，人體新陳代謝越緩慢.3.(相對論效應(yīng))來自太陽和宇宙深處的高能粒子流，與高層大氣作用產(chǎn)生一種叫作μ子的次級宇宙射線，μ子低速運(yùn)動時的壽命只有3.0μs，按常理，μ子不可能穿過高度大于100km的大氣層到達(dá)地面，但實(shí)際上在地面上可以觀測到許多μ子.則根據(jù)相對論可以確定：在地球上測量向地球高速飛行的該粒子的平均壽命________(選填“大于”“等于”或“小于