高中物理 第五章 经典力学的成就与局限性 2 了解相对论教案3 教科版必修2.doc

5.2 了解相对论教学资源与准备多媒体平台 图片教学流程图播放动画，展示情景，激发学生兴趣提出问题，引出相对论介绍相对论的三个效应并举例说明提出现时存在的问题，激发学生思维拓展内容课堂小结教学过程教学进程教师活动学生活动设计意图媒体创设情景 引入课题提出问题5分新课教学20分举例说明15分小节5分第一部分：引课向学生展示机器猫的时空隧道图片古时，又一句话说：“天上方一日，世上已千年。” 我国古代对于时间的淳朴认识教师提问: 关于这种时间不同步你还可以举出哪些例子?聆听教师提问:你知道它的理论依据嘛?引出相对论介绍钟慢效应介绍爱因斯坦生平：着力于对于经典物理的突破,进行情感教育，质疑精神说到“相对论”这个词语想毕大家都知道，可是对它的具体含义了解的人，就少之又少了下面简略的介绍一下“相对论”首先我们来了解一下当时的时代背景在这个时期由于伽利略，胡克还有牛顿等一大批科学家的研究，使经典物理学达到了顶峰时期，甚至有人认为物理学的“大楼”已建好，后人只能做一些修补工作可是当电磁学的飞速发展许多现象使经典物理学无法解释这时有一个人提出了一个全新理念，这个人就是爱因斯坦，这位伟大的人用他全新的理论否绝了“以太”这一特殊的体系，批判了牛顿经典力学，为科学的发展制造了新的钥匙 第二部分：新课教学教师提问关于相对论你还知道哪些聆听,总结知识点:相对论的三个效应a. 钟慢效应：太空旅行一个人要是坐上光子火箭到宇宙里去旅行，当他归来时会奇怪地发现，儿子已白发苍苍，而自己却还那样年轻。这样的试验我们当然还不能做，但是同样道理的实验却完全可以证明运动中的钟确实会变慢。介子的寿命b. 质变效应：回答引课部分的问题结合教材图5-2-20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.01.08.02.04.06.010.0c. 尺缩效应：d. 从公式出发: 讲解光速不变原理,任何物理的速度都不能超过光速e. 从太阳的能源入手讲解质能方程提出问题太阳为什么能如此长期地燃烧而不灭。人们的认知过程开始人们解释说太阳就像一块大煤在持续燃烧，可是一算这块煤顶多够烧1500年，而太阳系已存在了几十亿年了。放射性发现后人们又猜测太阳是一块大铀在不断地衰变而放出能量，这样倒真可以持续几十亿年。但是，很可惜太阳不是铀构成的，正好相反它是氢、氮这类的轻元素构成的。到本世纪的二、三十年代，人们用爱因斯坦的公式来解释太阳聚变释放能量的过程才圆满地回答了这个问题。这样，爱因斯坦的这个质量等价定律使经典物理学中不能称重的能量也变成可以称一称了。一公升水在100时比同样数量的冷水重10-20克，一个两万吨级的原子弹所释放的总能量约重1克。提出问题:能源有哪些?新能源有哪些？教师总结:正是质能方程的发现为核能的利用奠定了理论基础。(相对论和经典力学的自恰,当时,相对论效应消失其结果还原成经典力学,经典力学可以认为时相对论力学在低速情况下的近似)“狭义相对论”是在惯性系中阐明时间、空间和速度之间关系的理论，它认为时间、空间和速度是有相对性的“广义相对论”与“狭义相对论”的内容大致相同，只是“广义相对论”从惯性系推到了非惯性系，使“相对论”适用于各种环境有狭义相对论的局限引出广义相对论的内容:事例1日全蚀光线引力偏移q广义相对论预言 q = = 1.75多次实测结果与预言相一致rm 4gmc 2r1919年的日全蚀期间，科学家们分别在非洲和南美洲，对掠过太阳表面的恒星光线受太阳引力作用而发生偏移的效应进行测量，实测结果分别为 1.610.40和 1.980.16，与广义相对论预言相一致（若按牛顿引力理论推算，太阳引力对动质量为m的光子所造成偏移量只有 0.87)。此类测量后来还进行过多次，结果都与广义相对论预言。“海盗”号无线电波偏移太阳火星探测飞船 采用射电天文学的定位技术测得的偏移角度为 1.7610.016, 与广义相对论的预言符合得很好 无线电波也可看成是能量较低（质量较小）的光子。采用射电天文望远镜，接收处于太阳后方的射电天体发射的无线电波或宇宙飞船发射的无线电信号，也能测出太阳引力对无线电波所产生的偏移效应。近年来，采用射电天文学的定位技术测得的偏移角度为 1.7610.016, 与广义相对论的预言很符合。事例3黑洞扩展内容 a结合万有引力知识,建立黑洞模型b科技和艺术课堂小结教师引导学生总结相对论的内容是什么？爱因斯坦的贡献？总结一下我们熟悉的一些物理科学家的成就。由感官性很强的卡通图片及使人震惊的报道消息引起学生的兴趣，为相对论的引入做铺垫。学生发言聆听感悟聆听感悟学生发言学生自己阅读总结学生讨论分析学生回答学生思考 回忆前面所学的知识 学生讨论回答学生对黑洞有所了解，部分学生发言学生自己小结学生讨论发言物理从实际引入观察物理现象探究物理本质启发学生思维将学生带入探索物理的情景中,感受物理学家的人格魅力激发学生兴趣在学习新知识的基础上，复习以前的内容让学生简单了解黑洞是什么在学生的头脑中建立起