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7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性(教学设计)高一物理(人教版必修第二册).pdf

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第5节相对论时空观与牛顿力学的局限性

备课人学科物理

课题7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性

本章前几节从牛顿发现万有引力定律,到海王星、冥王星的发现,再到宇宙航行等,介绍

了万有引力理论的辉煌成就。此时介绍经典力学的局限性,目的在于使学生在拓展知识、开阔

视野的同时,正确认识物理学理论的发展与适用范围教材从低速到高速、宏观到微观两方面

教学内容简单介绍了经典力学的局限性。要学生认识到:牛顿力学具有坚实的实验基础,作为某些条件

分下的特殊情形,它被包括在新的科学成就之中。尽管万有引力定律取得了辉煌的成就,但真理

是相对的,在新的领域还有新的规律等待我们去发现。

课标要求“关注宇宙起源和演化的研究进展”。教材在“科学漫步”栏目中介绍了宇宙学

的研究和进展,以及恒星的演化、黑洞的简单知识。

本节课的授课对象的高一的学生。这个阶段的学生已经学习了牛顿运动定律和万有引力定

学情分律,对于经典力学的基本理论以及应用也有了基本的认识和理解。学生或许有听闻过相对论,

但是缺乏正确的认识或者理论不清楚,但对于这部分的知识是感兴趣的。

1.知道爱因斯坦的两条假设,了解时间延缓效应、长度收缩效应,认识牛顿力学的成就与局限

教学目标性。

2.知道牛顿力学的适用范围,认识物理学中理论的相对稳定性,要有质疑精神。

1.知道爱因斯坦的两条假设,了解时间延缓效应、长度收缩效应。(重点难点)

教学

2.认识牛顿力学的成就与局限性。(重点)

重难点

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

思考与讨论:

(1)设想人类可以利用飞船以0.2c的速度进行星际航行。若飞学生分析讨论

船向正前方的某一星球发射一束激光,该星球上的观察者测并分享

量到的激光的速度是多少?

导入新课

(2)高速列车行驶时车厢内显示的列车速度,列车上的乘客观为牛顿的绝对

察到车厢内的时间、长度与地面上的观察者看到的相同吗?时时空观做铺垫

间和空间都不会因为物体的运动而改变呢?

牛顿的绝对时空观:

1.空间和时间都独立于物体及其运动而存在。学生学习绝对明确绝对时空

2.时间和空间是两个独立的观念,彼此间没有联系。时空观观的观念内容

3.通俗地说就是时间、长度和质量这三者都与参考系的选取

无关。

(3)我们知道,如果河水中的河水以相对河岸的速度v水岸流动,学生用绝对时为相对论时空

河中的船以相对于水的速度v船水顺流而下,则船相对于岸边空观思考第一观做铺垫

的速度为:v船岸=v船水+v水岸,前面第(1)个问题的答案似乎应个问题

为1.2c,事实是这样吗?

一、相对论时空观

1.牛顿力学与电磁波理论遇到了怎样的矛盾和冲突通过牛顿力学

(1)英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的学生看课本学与电磁波理论

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