(選修3-4)5.2時(shí)間和空間的相對(duì)性教案2

科 目高二物理主 備時(shí) 間課 題152 時(shí)間和空間的相對(duì)性課 時(shí)總第 課時(shí)三 維目 標(biāo)知識(shí)與技能（1）同時(shí)的相對(duì)性（2）運(yùn)動(dòng)長度的收縮（3）時(shí)間間隔的相對(duì)（4）了解時(shí)空相對(duì)性的驗(yàn)證（5）了解相對(duì)論時(shí)空觀與經(jīng)典物理時(shí)空觀的主要區(qū)別過程與方法（1）理解同時(shí)相對(duì)性的推演過程（2）理解從“同時(shí)相對(duì)性”出發(fā)得出“運(yùn)動(dòng)長度和時(shí)間間隔的相對(duì)性”的過程情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）體會(huì)相對(duì)論嶄新的時(shí)空觀，體會(huì)相對(duì)論的建立對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的影響。（2）辯證地看待經(jīng)典物理理論教 學(xué) 重 點(diǎn) 從“同時(shí)”的相對(duì)性得出運(yùn)動(dòng)長度和時(shí)間間隔的相對(duì)性教 學(xué) 難 點(diǎn) 從“同時(shí)”的相對(duì)性得出運(yùn)動(dòng)長度和時(shí)間間隔的相對(duì)性教 學(xué) 過 程 設(shè) 計(jì)（教 法、學(xué) 法、課 練、作 業(yè)）個(gè) 人 主 頁一、“同時(shí)”的相對(duì)性知道“同時(shí)”的相對(duì)性是相對(duì)論兩個(gè)假設(shè)的直接推論。講解過程中要強(qiáng)調(diào)理解的出發(fā)點(diǎn)必須是兩個(gè)假設(shè)，否則無法理解。 兩種情景情況1：對(duì)于運(yùn)動(dòng)的火車上同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，對(duì)于地面就不是同時(shí)的車上的觀察者認(rèn)為光同時(shí)到達(dá)車廂的前后兩壁 站臺(tái)上的觀察者認(rèn)為光先到車廂后壁后到前壁講解關(guān)鍵：在各個(gè)參考系中光速都為c 情況2：地面 上同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的火車也不是同時(shí)的利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，可假設(shè)車靜人動(dòng) ，人和地面相當(dāng)于火車，結(jié)果與前面相似讓學(xué)生自己分析課本上的“思考與討論”二、長度的相對(duì)性1、要讓學(xué)生知道長度的相對(duì)性(動(dòng)尺縮短)，是“同時(shí)”的相對(duì)性帶來的一個(gè)普遍的時(shí)空屬性，它與物體的具體組成和結(jié)構(gòu)無關(guān)，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度越接近光速，這種收縮效應(yīng)就變得越顯著。2、要講清利用嚴(yán)格數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以得到洛倫茲變換的相對(duì)論長度收縮公式。3、要讓學(xué)生理解長度收縮公式的物理意義，必須注意參考系的選擇及參考系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。三、時(shí)間間隔的相對(duì)性 教學(xué)時(shí)要分析清楚“動(dòng)鐘變慢”與同時(shí)的相對(duì)性的聯(lián)系，使學(xué)生知道運(yùn)動(dòng)的鐘變慢是同時(shí)的相對(duì)性帶來的時(shí)空屬性。 時(shí)間間隔的相對(duì)性可以通過長度的相對(duì)性的一些簡單例子加以說明。要講清“動(dòng)鐘變慢”(或時(shí)間膨脹)是兩個(gè)不同慣性系進(jìn)行時(shí)間比較的一種效應(yīng)，不要誤認(rèn)為是時(shí)鐘的結(jié)構(gòu)或精度因運(yùn)動(dòng)而發(fā)生了變化。教學(xué)中特別指出，運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘變慢完全是相對(duì)的，由于兩個(gè)慣性參考系是平權(quán)的，在它們上面的觀測(cè)者都將發(fā)現(xiàn)對(duì)方的鐘變慢了。四、時(shí)空相對(duì)性的驗(yàn)證根據(jù)相對(duì)論，時(shí)間在運(yùn)動(dòng)中會(huì)進(jìn)行的比較緩慢，也就是說，在空間中高速移動(dòng)的時(shí)鐘，比固定于地面上的時(shí)鐘走得慢早在1941年，科學(xué)家通過對(duì)宇宙線的觀測(cè)證實(shí)了相對(duì)論的結(jié)論，美國科學(xué)家羅西和霍爾在不同高度統(tǒng)計(jì)了宇宙線中子的數(shù)量，結(jié)果與相對(duì)論預(yù)言完全一致五、相對(duì)論的時(shí)空觀牛頓物理學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀：物理學(xué)的空間與時(shí)間是絕對(duì)分離沒有聯(lián)系的，脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在，與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。而相對(duì)論認(rèn)為：有物質(zhì)才有時(shí)間和空間，空間和時(shí)間與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。人類對(duì)于空間、時(shí)間更進(jìn)一