第七章第五节 相对论时空观与牛顿力学的局限性——高一物理人教版（2019）必修第二册洞悉课后习题
【教材课后习题】
1.一列火车以速度v相对地面运动（如图）。如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁后壁，那么按照火车上人的测量，闪光先到达前壁还是后壁？火车上的人怎样解释自己的测量结果？
2.若在速度为8 km/s的飞船上一只完好的手表走过了1 min，则地面上的人认为它走过这1 min“实际”上花了多少时间？
3.一枚静止时长30 m的火箭以3 km/s的速度从观察者的身边掠过，观察者测得火箭的长度应为多少？火箭上的人测得火箭的长度应为多少？如果火箭的速度为光速的一半呢？
【定点变式训练】
4.伟大的科学家爱因斯坦，在物理学方面取得了巨大的成就。下列属于爱因斯坦主要贡献的是( )
A.建立了相对论 B.提出了焦耳定律
C.发现了万有引力定律 D.总结得出了牛顿第一定律
5.关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是( )
A.狭义相对论和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论
B.经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
C.经典力学只适用于宏观物体的运动，量子力学只适用于微观粒子的运动
D.不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
6.关于物体的质量，下列说法正确的是( )
A.在经典力学中，物体的质量随运动速度的增大而增大
B.在经典力学中，物体的质量随运动速度的增大而减小
C.在狭义相对论中，物体的质量随运动速度的增大而增大
D.在狭义相对论中，物体的质量随运动速度的增大而减小
7.经典力学规律有其局限性。物体以下列哪个速度运动时，经典力学规律不适用( )
A. B. C. D.
8.下列关于牛顿力学说法中正确的是( )
A.牛顿力学是以牛顿的三大定律和万有引力定律为基础的
B.牛顿力学能够描述微观粒子运动的规律
C.当物体的速度接近光速时，牛顿力学还是适用的
D.相对论和量子力学的出现，使牛顿力学失去了意义
答案以及解析
1.答案：见解析
解析：解：火车上的人测得，闪光先到达前壁。由于地面上的人测得闪光同时到达前后两壁，而在光向前后两壁传播的过程中，火车要相对于地面向前运动一段距离，所以光源发光的位置一定离前壁较近，这个事实对于车上、车下的人都是一样的。在车上的人看来，既然发光点离前壁较近，各个方向的光速又是一样的，所以闪光先到达前壁。
2.答案：
解析：解：飞船上观测到的时间为，飞船运动的速度，
所以地面上观测到的时间为。
3.答案：见解析
解析：解：当火箭的速度时，地面上的观察者测得火箭的长度。
火箭相对于火箭上的人是静止的，所以不管火箭的速度是多少，火箭上的人测得火箭的长度与静止时相同，为。
如果火着的速度为，地面上的观察者测得火箭的长度。
4.答案：A
解析：爱因斯坦的主要贡献是建立了相对论；焦耳定律是焦耳总结出的；牛顿发现万有引力定律；牛顿总结出了牛顿第一定律。
故选A。
5.答案：B
解析：AB.相对论没有否定经典力学，经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形，选项A错误B正确；
CD.经典力学适用于宏观、低速、弱引力的领域，量子力学适用于任何大小的物体系统，选项CD错误；
故选B。
6.答案：C
解析：由相对论质量公式
可知物体的质量随速度的增大而增大；经典力学的基础是牛顿运动定律，经典力学是狭义相对论在低速（）条件下的近似，在狭义相对论的所有公式中，只要令，在数学上稍作变换，就会发现，它们将全部退化为牛顿的经典力学公式，即在经典力学中，物体的质量基本上不随运动速度的变化而变化，ABD错误，C正确。
故选C。
7.答案：D
解析：当物体速度接近光速时，由相对论规律可知，物体的质量将随速度的变化而变化，经典力学不再适用。
故选D。
8.答案：A
解析：A.牛顿力学的基础是牛顿的三大定律和万有引力定律，故A正确；
B.经典力学适用于宏观低俗的运动，故B错误；
C.当物体的速度接近光速时，经典力学不再适用，故C错误；
D.相对论和量子力学的出现，并没有使经典力学失去了意义，这两种学说和牛顿力学的应用范围不一样，都有各自的意义，故D错误。
故选A。
