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相对论教学设计.doc

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文档介绍:该【相对论教学设计 】是由【zxwziyou9】上传分享,文档一共【7】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【相对论教学设计 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。选修3-4第十五章相对论简介时间和空间的相对性教学设计孙超东北师范大学物理学院教学背景在学****本章节之前,学生们已经学过了牛顿的经典力学、电磁学及光学理论,对经典的力学空间有了一些了解,这对学****本章节有了很好的铺垫。本章主要讲的是爱因斯坦的相对论,它颠覆了经典的力学观,与学生之前所具有的观念有所不同,这对学生来说可能会难理解一些。而本节课是这章的第二节课,主要讲的是狭义相对论的时空特性。虽然学生在之前已经学过了相对论的一些基础理论和变换,但是这些特性与经典力学的结果截然不同,学生会很难理解。所以本节课的重点就是让学生理解这些特性。,体会相对论时空观的建立对人类认识世界的影响;,即:“同时”的相对性,长度的相对性,时间间隔的相对性;,了解一种物理思维方法,即面对一个问题,经过逻辑的推理,作出合理的假设;2.?了解相对论时空特性的推理;情感态度与价值观实践是检验真理的唯一标准。爱因斯坦的相对论研究的是我们无法有亲身体会的高速运动的世界,因此学生很难理解以致获得清楚的认识。对此我们应该采取科学的态度对待它,而不是一味地排斥或回避。?教学重点本节课的教学重点是推导相对论的时空特性。教学难点本节课的教学难点是如何让学生理解相对论的时空特性。。因为本节课主要以推导的方式让学生理解相对论的时空特性。教学过程回顾知识:⑴.相对性原理;⑵.光速不变原理。>1,进入新课(相对论时空特性)1.“同时”的相对性在经典力学中,我们认为在某个惯性系中同时发生的两个事件,在其他的参考系中也是同时发生的。例如:以地面为参考系,当放学铃刚开始响的时候,你的家人也刚开始做饭。以此时在此地上空运动的飞机为参考系,铃响和做饭也是同时的。但是在相对论的时空观中,两个参考系观察到的结果可能会是不同的!也许大家会有疑问,那么让我们带着疑问来论证这个观点!推导过程:应用公式:现在令相对静止参考系相对运动参考系事件A,,事件B,,那么,在相对运动的参考系中的时间差为-=不一定0不一定“同时”的相对性告诉我们:在某个惯性系中被判定为同时发生的两个事件,在另一个惯性系中判定的结果可能会是不同的。,运动的物体的长度是不会发生变化的。但是在相对论的时空观中,运动的尺度将会收缩。让我们来推导一下这个结果!推导过程:应用公式:现在令在相对运动的参考系中观察物体的长度(固有长度)在相对静止的参考系中观察物体的长度(运动长度)也许大家会有疑问:为什么在相对运动的参考系中观察到物体的长度是固有长度?下面我们举一个例子来解释一下:将一个长度一定的尺子放到一辆运动的车上,在车上的人观察这个尺子,虽然车是运动的,但是人相对于尺子却是静止的,所观察到的是尺子的固有长度。而在地面上站着的人看车上的尺子则是运动的,所以观察到的尺子是运动长度。此外,无论在那个参考系测量物体的长度,都必须在同一时刻测量,所以,。那么0所以,运动的尺度收缩。思考:为什么我们看到路上行驶的车的长度没有发生变化?答:,,运动的车的速度与光速相比几乎可以忽略不计,所以,。,时间间隔无论在哪个参考系中都是一样的。但是在相对论的时空中,不同参考系中的时间间隔将会发生变化。推导过程:应用公式:现令在相对运动参考系中测量的时间间隔为,前后坐标在相对静止参考系中测量的时间间隔为,前后坐标解释坐标问题:我们用一个例子来说明一下,一辆运动的车的前窗上有个时钟,无论车走到哪里,时钟依旧还在车的前窗上,所以在相对运动的参考系中坐标位置是不变的;而此时在地面上站着的人,看车上的时钟则是运动的,所以前后坐标不相等。那么0所以,也就是说运动的时间将会延迟。思考:为什么在这个推导过程没有用这个公式呢?有这个公式能够推导出运动时间延迟这个结果么?这个问题就留作同学们的课后思考题!教学总结本节课我们重要讲了相对论的时空特性,包括1.“同时”的相对性;;。”同时“的相对性二。长度的相对性三。时间间隔的相对性回顾知识:静动一。相对论原理A动动二。洛伦兹变换B静静或者