四川省宜宾市一中2017_2018学年高中物理下学期第十周相对论时空观教学设计.doc

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1、1相对论时空观课题 相对论时空观 课时 考点、知识点（1）同时的相对性（2）运动长度的收缩（3）时间间隔的相对（4）相对论时空观与经典物理时空观学习目标（1）同时的相对性（2）运动长度的收缩（3）时间间隔的相对（4）了解时空相对性的验证（5）了解相对论时空观与经典物理时空观的主要区别重、难点 重点 相对论时空观与经典物理时空观的主要区别 学习环节和内容 学生活动建议 教师活动建议 调整记录一、 “同时”的相对性知 道“同时”的相对性是相对论两个假设的直接推论。讲解过程中要强调理解的出发点必须是两个假设，否则无法理解。 两种情景中点发光情况 1：对于运动的火车上同时发生的两个事件，对于地面就不是

2、同时的车上的观察者认为光同时到达车厢的前后两壁站台上的观察者认为光先到车厢后壁后到前壁讲解关键：在各个参考系中光速都为 c 情况 2：地面 上同时发生的两个事件，对于运动的火车 也不是同时的利用相对运动原理，可假设车静人动 ，人和地面相当于火车，结果与前面相似让学生自己分 析课本上的“思考与讨论”二、长度的相对性1、要让学生知道长度的相对性(动尺缩短 )，是“同时 ”的相对性带来的一个普遍的时空属性，它与物体的具体组成和结构无关，当物体运动速度越接近光速，这种收缩效应就 变得越显著。2、要讲清利用严格数学 推导可以得到洛伦兹变换的相对论长度收缩公式。3、要让学生理解长度收缩公式的物理意义，必须

3、注意参考系的选择及参考系的运动状态。三、时间间隔的相对性教学时要分析清楚“动钟变慢”与同时的相对性的联系，使学生知道运动的钟变慢是同时的相对性带来的时空属性。 时间间隔的相对性可以通过长 度的相对性 的一些简单例子加以说明。要讲清“动钟变慢”(或时间膨胀)是两个不同惯性系进行时间比较的一种效应，不要误 认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化。学生理解、记忆观察、思考理解、记忆学生阅读、了解分析、思考201cvl 201cvtt2教学中特别指出，运动时钟变慢完全是相对的，由于两个惯性 参考系是平权的，在它们上面的观测者都将发现对方的钟变慢了。四、时空相对性的验证根据相对论，时间在运动中会进行的

4、比较缓慢，也就是说，在空间中高速移动的时钟，比固定于地面上的时钟走得慢早在 1941年，科学家通过对宇宙线的观测证实了相对论的结论，美国科学家罗西和霍尔在不同高度统计了宇宙线中 子的数量，结果与相对论预言完全一致1971年，科学家将铯原子钟放在喷气式飞机中作环球飞行，然后与地面的基准钟对照实验结果与理论预言符合的很好这是相对论的第 一次宏观验证五、相对论的时空观牛顿物 理学 的绝对时空观：物理学的空间与时间是绝对分离没有联系的，脱离物质而单独存在，与物质的运动无关。而相对论认为：有物质才有时间和空间，空间和时间与物体的运动状态有关。人类对于空间、时间更进一步的认识而形成的新的时空观，是建立在新的实验事实和相关结论与传统观念不一致的矛盾基础上，不断发展、 不断 完善起来的。六、小结 学生讨论、交流教师组织学生，完成练习，并展示练习结果，总结评价