第六节 经典力学的局限性

题组一　经典时空观和相对论

1．下列说法中正确的是(　　)

A．经典力学适用于任何情况下的任何物体

B．狭义相对论否定了经典力学

C．量子力学能够描述微观粒子运动的规律性

D．万有引力定律也适用于强相互作用力

解析：经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况，A是错误的；狭义相对论没有否定经典力学，在宏观低速情况下，相对论的结论与经典力学没有区别，B是错误的；量子力学更正确地描述了微观粒子运动的规律性，C是正确的；万有引力定律只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用的，D是错误的．

答案：C

2．下列说法中正确的是(　　)

A．经典力学是以牛顿的三大定律为基础的

B．经典力学在任何情况下都适用

C．当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了

D．相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义

答案：AC

3．下列说法中正确的是(　　)

①当物体运动速度远小于光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别；②当物体运动速度接近光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别；③当普朗克常量h(6.63×10－34J·s)可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别；④当普朗克常量h(6.63×10－34J·s)不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别．

A．①③　　　　　　　　    B．②④

C．①④      D．②③

答案：A

4．下列说法中正确的是(　　)

A．根据牛顿的万有引力定律可以知道，当星球质量不变、半  径变为原来的时，引力将变为原来的4倍

B．按照广义相对论可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的时，引力将大于原来的4倍

C．在天体的实际半径远大于引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大

D．在天体的实际半径接近引力半径时，根据爱因斯坦的引力  理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大

解析：只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大；但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．

答案：AB

5．继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论，这说明(　　)

A．世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分

B．人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界

C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化

D．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识

解析：发现总是来自于认识过程，观点总是为解释发现而提出的，主动认识世界，积极思考问题，追求解决(解释)问题，这是科学研究的基本轨迹．

任何一个人对客观世界的认识都要受当时的客观条件和科学水平的制约，所以所形成的“正确理论”都有一定的局限性，爱因斯坦的相对理论是对牛顿力学的理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战．

答案：BC

题组二　质量的相对论效应

6．下列说法正确的是(　　)

A．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变

B．在经典力学中，物体的质量随运动速度的增加而减小，在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大

C．在经典力学中，物体的质量是不变的，在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大

D．上述说法都是错误的

答案：C

7．日常生活中，我们并没发现物体的质量随物体运动的速度变化而变化，其原因是(　　)

A．运动中物体无法称量其质量

B．物体的速度远小于光速，质量变化极小

C．物体的质量太大

D．物体的质量不随速度的变化而变化

解析：根据狭义相对论m＝，可知在宏观物体的运动中，v≪c，所以m变化不大，而不是因为物体的质量太大或无法测量，也不是因为质量不随速度的变化而变化，正确选项为B.

答案：B

8．当物体的速度v＝0.9c(c为光速)时，物体的质量增大到原质量的__________倍．

解析：根据质量与速度的关系，将v＝0.9c代入求得

m＝＝≈2.29m0.

答案：2.29

9．在粒子对撞机中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速的0.5倍。试求此时电子的质量变为静止时的多少倍．

解析：由于电子的速度接近光速，所以质量变化明显，根据爱因斯坦狭义相对论中运动质量与静止质量的关系，得

m＝＝＝＝＝1.155m0.

答案：1.155倍

10．为使电子的质量增加到静止质量的两倍，需要多大的速度？

解析：根据物体质量与其速度的关系

m＝，有2m0＝.

解得电子运动的速度应为

v＝＝×3×108 m/s＝2.60×108 m/s.

答案：2.60×108 m/s