沪科版 (2019)必修 第二册5.1 经典力学的巨大成就和局限性课后复习题

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5.1经典力学的巨大成就和局限性同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册一、选择题（共15题）1．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识，下列说法中正确的是（　　）A．伽利略对自由落体运动研究方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法B．伽利略正确认识运动和力的关系，同时建立惯性定律C．牛顿运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿三定律对于微观、高速的运动情景也适用D．牛顿发现了万有引力定律，并给出了引力常量的数值2．下列说法正确的是（   ）A．万有引力定律是牛顿发现的B．引力常量是牛顿测出C．开普勒行星运动定律是开普勒通过实验发现的D．经典力学既适用于宏观世界，也适用于微观世界3．下列物体的运动，不能用经典力学描述的是（　　）A．“复兴”号列车高速行驶 B．电子以接近光的速度运动C．“神舟十号”飞船在轨道上运行 D．“辽宁”号航空母舰在大海上航行4．在下列运动中，牛顿运动定律可能不适用的是（　　）A．电子绕原子核运动 B．篮球被投出后在空中飞行C．超音速飞机在高空飞行 D．地球绕太阳运动5．下列情境中，经典力学不适用的是（　　）A．修建港珠澳大桥B．洗衣机将衣物脱水C．发射快舟一号运载火箭D．微观粒子以接近光的速度运动6．经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时，经典力学不再适用的是（　　）A．2.5×10-1m/s B．2.5×102m/s C．2.5×105m/s D．2.5×108m/s7．下列说法中正确的是（ ）A．若某个力对物体不做功，则说明该物体一定没有发生位移B．经典力学的基础是牛顿运动定律，它适用于所有的宏观和微观世界C．牛顿在前人研究基础上总结出万有引力定律，并计算出了引力常量GD．月﹣地检验表明地面物体和月球受地球的引力，与太阳行星间的引力遵从相同的规律8．下列说法符合物理学史的是（　　）A．牛顿对引力常量进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中B．法国科学家库仑发现了电荷之间的相互作用规律，从而得出库仑定律C．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论适用于宏观高速弱引力的情况D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的，并在此之后发现了万有引力定律9．下列说法符合史实的是（　　）A．开普勒在牛顿定律的基础上，总结出了行星运动的规律B．牛顿建立的经典力学可以解决自然界中所有的问题C．伽利略发现了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量D．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量10．下列说法中不正确的是（　　）A．牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱作用力领域B．经典力学适用于微观、高速、强引力场等物体的运动C．一旦测出了引力常量，就可以算出地球的质量D．17世纪，牛顿把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功的解释了天体运动的规律11．以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是(　        )A．低速宏观弱引力下的运动问题B．高速微观弱引力下的运动问题C．低速微观强引力下的运动问题D．高速宏观强引力下的运动问题12．学习物理学史，了解物理学的发展历程和科学家们所做出的贡献，有助于我们深刻理解物理概念、掌握物理规律并养成科学的学习态度。下列说法正确的是（　　）A．开普勒提出了日心说B．卡文迪许利用扭秤装置，第一次比较准确地测出了万有引力常量C．牛顿发现了万有引力定律，并最先测出了地球的质量D．牛顿力学不仅适用于宏观世界也适用于微观世界13．关于物理学发展，下列表述正确的是（　　）A．哥白尼提出了“地心说”，认为地球位于宇宙的中心B．牛顿提出了三条运动定律及万有引力定律，并利用扭秤装置较准确地测出了引力常量C．第谷通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律D．经典力学是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论，但实践证明，经典力学只适用于宏观、低速的情况14．关于物理学史，下列说法中正确的是（　　）A．伽利略发现了行星运动的规律B．开普勒通过实验测定了引力常量C．爱因斯坦的狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体D．牛顿进行了“月一地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论15．通过物理学史的学习，能让我们增长见识，加深对物理学的理解，还能从前人的经验中得到启示．下列说法正确的是(       )A．第谷提出了行星运动三大定律，在此基础上，牛顿发现了万有引力定律B．卡文迪许用实验测定了引力常量C．冥王星被称为“笔尖下发现的行星”D．经典力学也适用于微观高速强引力的领域二、填空题（共4题）16．牛顿的最主要贡献是：建立了以_____定律为基础的力学理论：发现了_____、_____；创立了_____。牛顿最有影响的著作是《_____》。17．牛顿运动定律适用于范围是______，爱因斯坦的相对论适用于范围是______。18．牛顿运动定律只适用于_____运动的_____现象。如物体的运动速度接近光速（）时，必须由_____提出的_____来研究，如研究电子、质子、光子等微观粒子的物理现象时必须由_____力学来说明解决。19．科学实践总是要不断向前推进，从1687年的________力学到1905年爱因斯坦的________论，这标志了人类对于自然界规律的认识向前跨进了一大步。三、综合题（共4题）20．如图所示，质子束被加速到接近光速，经典力学适用于质子束的运动规律吗？21．撰写一篇题为“关于伽利略、牛顿的科学研究方法对物理学发展的意义”的小论文。22．利用互联网收集经典力学在科学技术方面的典型应用事例。23．半人马星座内的星是离太阳系最近的恒星，它与地球间的距离约为。假设有一宇宙飞船往返于地球和半人马星座内的星之间，若宇宙飞船的速率为，则：(1)按地球上的时钟计算，飞船往返一次需要多少时间？(2)按飞船上的时钟计算，飞船往返一次的时间又为多少？（计算结果均保留三位有效数字）
参考答案：1．A2．A3．B4．A5．D6．D7．D8．B9．D10．B11．A12．B13．D14．D15．B16．     三大运动     万有引力定律     光的色散     微积分     自然哲学的数学原理17．     宏观低速运动     高速运动18．     低速     宏观     爱因斯坦     相对论     量子19．     牛顿     相对20．不适用。21．   伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合。伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量．伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推．所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法。伽利略对问题的研究比较全面，先是通过观察现象，提出假设，运用逻辑和数学推理得出推论，再通过实验对推论进行检验（这是其他物理家在研究同一问题上缺少的关键环节），并对假说进行修正和推广。他最先研究了惯性运动和落体运动的规律，为牛顿第一定律和第二定律的研究铺平了道路，他倡导实验和理论计算相结合，用实验检验理论的推导.这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指导意义。牛顿是物理学史上最伟大的科学家之一，他除在自然科学的许多学科都做出了划时代的贡献之外，还继承和发展了伽利略所开创的近代科学研究方法。正是这些方法使得牛顿的科学理论十分富有成效，“直到19世纪末，它一直是理论物理学领域中每一个工作者的纲领。”他的研究方法，指导了以后几代物理学家的研究工作。一、实验方法与抽象方法实验方法是科学研究的基本方法。它既是获得经验知识，为科学理论的建立提供原始资料的途径和方法，同时也是检验科学理论和假说的重要途径和手段，牛顿对于实验十分重视。在他的著作中反复强调了实验和观察的重要性，他坚持认为自然哲学家要把他的概括建立在对现象的仔细考察的基础上。他指出：“虽然用归纳法来从实验和观察中进行论证不能算是普遍的结论，但它是事物的本性所许可的最好论证方法。“牛顿还进一步指出：“我所以相信我提出的理论是对的，不是由于它来自这样一种推论，因为它不能别样而只能这样，也就是说，不仅仅由于驳倒了与它们相反的假设，而是因为它是从得出肯定而直接的结论的一些实验中推导出来的。所以考察它的方法，就在于考虑我所提出的实验是否确定了这个理论中应用了这些实验的那些部分，或者是去进行理论自身的验证而提出其他实验。”可见牛顿是相当重视科学实验的，他把它作为科学研究的最基本方法之一。牛顿的科学研究是以实验为基础的。他历来十分注意科学观察和实验。他曾制造过风筝、日规和漏壶，还研磨过棱镜。他还设计了许多精巧的实验装置和仪器。例如他设计和制造了第一个反射望远镜。他做过许多出色的科学实验，如色散实验和干涉实验等。他的一些重大成果是与实验密切相关的。牛顿进行的科学实验有不少是研究探索性的，但更多的是验证性实验。除了他个人的实验和观察外，他十分注意从前人和其他科学家的实验和观察来获得大量的经验和证据。这样就使他的理论是建立在更加广泛的实验的基础之上的。牛顿建立力学理论，提出一般原理时，仅仅应用实验法是不够的。用实验方法还不能使牛顿提出力学三大定律。他还应用了抽象方法，例如第一定律指出：“每个物体继续保持其静止或沿一直线运动的状态，除非有力加于其上迫使改变这种状态。”这里所描述的是物体不受外力作用下的状态。一般来说，观察一个物体的运动要有一个观察者或某种观察记录仪器，但是任何物体之间都是存在着引力作用的。一个被观察的物体是不可能不受外力的作用。其实惯性定律是通过对物体运动做出的抽象而建立的。科学抽象也是牛顿进行科学研究的一种基本方法。在牛顿力学中有不少概念和原理的提出是与应用抽象方法分不开的。牛顿绝对空间、绝对时间的概念也是抽象的结果。牛顿引力理论的建立同样离不开抽象方法的运用。引力定律是在开普勒定律基础上进行高层抽象的结果。作为低层抽象的开普勒定律是描述性的经验定律，而作为高层抽象的万有引力定律是解释性的原理。理想化是科学抽象的一种形式。理想化方法是用理想的客体代替实在的客体进行科学研究的一种重要方法。运用这一方法能够大大的简化研究对象，有利于逻辑推理和发现事物的规律。牛顿在力学研究中运用了这种方法。实际上惯性定律的提出就应用了这一方法，它是在考察假想、纯化形态下物体的运动规律时得到的。引力定律实际上也是一个“理想模型”。在引力问题的研究中，牛顿实际上已运用了“质点”这一理想化的概念。虽然牛顿在他的著作中没有强调抽象方法。但他在科学研究中却多次应用了这种方法，他对许多问题的归纳概括也包含着大量的科学抽象。抽象方法的应用补充了牛顿实验研究的不足。22．例如利用经典力学规律，人类在航空航天技术中设计制造了人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等。23．(1)；(2)