《相對(duì)論的誕生》同步練習(xí)1

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1、《相對(duì)論的誕生》同步練習(xí) 課前預(yù)習(xí)練 1. 的參考系稱為慣性系， 勻速運(yùn)動(dòng)的汽車、 輪船等作 為參考系時(shí)就是慣性系. 不成立的參考系稱為非慣性系?例 如我們坐在加速的車廂里，以車廂為參考系觀察到路邊的樹木、房屋向后方加速運(yùn)動(dòng)， 根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，房屋樹木應(yīng)該受到不為零的合外力作用，但事實(shí)上沒有，也就是牛 頓運(yùn)動(dòng)定律不成立，這里加速的車廂就是非慣性系. 2 ?經(jīng)典相對(duì)性原理： 規(guī)律在任何 中都是相同的?還可以表述為： 在一個(gè) 內(nèi)進(jìn)行的任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)都不能判斷這個(gè) 是否相對(duì)于另一個(gè)慣性系做勻速直線運(yùn)動(dòng)；或者說，任何慣性參考系都是 的. 3 ?狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)： （

2、1）狹義相對(duì)性原理：在不同的慣性參考系中， 都是相同的；（2）光速不變?cè)恚? 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 課堂探究練 ［概念規(guī)律練］ 知識(shí)點(diǎn)一經(jīng)典的相對(duì)性原理 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， 來進(jìn)行用單擺測(cè)重力 加速度的實(shí)驗(yàn)？

3、 2. 以下說法中正確的是（ ） A ?經(jīng)典物理中的速度合成公式在任何情況下都是適用的 B .經(jīng)典物理規(guī)律也適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體 C .力學(xué)規(guī)律在一個(gè)靜止的參考系和一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的參考系中是不等價(jià)的 D?力學(xué)規(guī)律在任何慣性系里都是等價(jià)的 知識(shí)點(diǎn)二光速不變?cè)? 3. 判斷下面說法中正確的是 （ ） 1 A ?在以 而0C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 1 B ?在以1000c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 1 C ?在以 而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 1 - D .在以1000c沿豎直方

4、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)問題： 圖1 （1）如圖1所示，參考系 0'相對(duì)于參考系 0靜止時(shí)，人看到的光速應(yīng)是多少? （2） 參考系0相對(duì)于參考系0'以速度 （3） 參考系0相對(duì)于參考系0'以速度 v向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，人看到的光速應(yīng)是多少? 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 來的物體在做自由落體

5、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，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 .地球繞太陽的運(yùn)動(dòng) 課后鞏固練 1 .下列說法中正確的是（ ） 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年愛因斯坦發(fā)表了《關(guān)于兩個(gè)世界體系的對(duì)話》

6、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 （ ）

7、 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 .三種說法都是正確的 題號(hào) 1 2 3 4 5 答案 6

8、?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 &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？ 1 9?飛船在高空以10C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2所示，愛因斯坦通過研究“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？ 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)

9、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？ 第十五章相對(duì)論簡(jiǎn)介 第1節(jié)相對(duì)論的誕生 課前預(yù)習(xí)練 1 .牛頓運(yùn)動(dòng)定律能夠成立 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 2 ?力學(xué)慣性系慣性參考系 慣性系平權(quán) 3. —切物理規(guī)律 真空中 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).] 課堂探究練 1 .可以進(jìn)行用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn) 解析 勻速行駛的汽車屬

10、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. D [在所有慣性系中，一切物理規(guī)律都是等價(jià)的，故 D正確，C錯(cuò)誤；經(jīng)典物理規(guī) 律是狹義相對(duì)論在低速狀態(tài)下的一個(gè)近似，所以經(jīng)典物理規(guī)律只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體，而 經(jīng)典物理中的速度合成公式也只適用于低速情況，故 A、B均錯(cuò)誤.] 3. CD [根據(jù)狹義相對(duì)論的基本假設(shè) 一一光速不變?cè)砜芍?真空中的光速相對(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.]

11、 4. (1)c (2)c (3)c 解析根據(jù)狹義相對(duì)論光速不變?cè)碇?，都?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

12、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，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? 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的.

13、 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. 1 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+10c= 1.1c,但這一 結(jié)論是錯(cuò)誤的. 根據(jù)光速不變?cè)恚?真空中的光速相對(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 一莫雷實(shí)驗(yàn)所證實(shí). 方法總結(jié)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. 見解析 解析 愛因斯坦針對(duì)這一個(gè)實(shí)驗(yàn)分析， “從磁體看，肯定沒有電場(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 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.