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相对论时空观与牛顿力学的局限性-教学设计.docx


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文档列表 文档介绍
相对论时空观与牛顿力学的局限性
课题
相对论时空观与牛顿力 学的局限性
单元
7

物理
年级
高一
教材 分析
本节课所采用的教材是人教版高中物理必修第二册第七章第 5节的内容。
本节内容是学****完经典力学以后所做的 / 13
程,其运动规律形式不变。
(2)光速不变原理:真空中的光速在 不同的惯性参考系中大小都是相同的。表明 了经典时空观与相对论时空观的不同。
2.相对论时空观的内容
认为时间和空间是相互联系、相互影响 的,并且与物质的存在及运动有关。
思考讨论:在经典物理学中,如果两个 事件在一个参考系中是同时的,在另一个参 考系中一定也是同时的。但是,如果按照爱 因斯坦的两个假设,结论还是这样吗?
根据爱因斯坦假设:真空中的光速在不 同的惯性参考系中大小都是相同的,两个事 件在一个参考系中是同时的,在另一个参考 系中不一定也是同时的。
例如:假设一列火车沿平直轨道飞快地 匀速行驶。车厢中央的光源发出了一个闪 光,闪光照到了车厢的前壁和后壁。
(1)车上的观察者以车厢为参考系, 闪光到达前后两壁的时间相同吗?
(1)车下的观察者来说,以地面为参 考系,闪光到达前后两壁的时间相同吗?
学生阅读课
文思考讨论
通过课文上的 举例理解两个 事件在一个参 考系中是同时 的,在另一个 参考系中不一 定也是同时 的,

学生讨论回
参考答案:
(1)如图甲所示:因为车厢是个惯性 系,闪光向前、后传播的速率相同,光源又 在车厢的中央,闪光当然会同时到达前后两 壁。
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通过讨论帮助 学生进一步理 解爱因斯坦的 假设,了解时 间具有延缓效 应
根据爱因斯坦的假设:真空中的光速在 不同的惯性参考系中大小都是相同的,所以 他以地面为参考系,闪光向前、后传播的速 率对地面也是相同的。
在闪光飞向两壁的过程中,车厢向前行 进了一段距离,所以向前的光传播的路程长 些即:闪光先到达后壁,后到达前壁因此, 这两个事件不是同时发生的。
3、时间延缓效应
如果相当于地面以v运动的惯性参考系 上的人观察到与其一起运动的物体完成某个 动作的时间间隔为Ap,地面上的人观察到 该物体在同一地点完成这个动作的时间问隔 为At,则
学生倾听记
忆公式
掌握时间具有
延缓效应
,一 V 2
由于1— (―)2 <1,所以总有A t>A
—此种情况称为时间延缓效应。
4、长度收缩效应
如果与杆相对静止的人测得杆长是10, 沿着杆的方向,以v相对杆运动的人测得杆 长是1,那么两者之间的关系是
阅读课文学 握
杆相对静止 的人测得杆 长是1。,沿 着杆的方
掌握长度收缩 效应锻炼学生 的自主学****能 力
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由于1 —(v)2<1,所以总有1<10,此种 c
情况称为长度收缩效应。
(1)式和(2)式表明:运动物体的长 度(空间距离)和物理过程的快慢(时间进 程)都跟物体的运动状态有关。
这个结论具有革命性的意义,它所反映 的时空观称作相对论时空观。
爱尔兰物理学家佛兹杰拉德提出,物质 会在运动的方向上收缩(缩小),这意味着 根据一个静止观察者的观点,一枚以接近光 线运行的火箭所表现出的长度会比它静止时 更短,尽管乘坐火箭的人看来并没有什么两 样。
爱因斯坦指出,任何物体以光速运动 时,其长度将会缩短为零。
思考与讨论:已知 小子低速运动时的平 均寿命是3.0以出当仙子以0.99c的速度飞 行,若选择小子为参考系,此时 仙子的平均 寿命是多少?对于地面上的观测者来说,平 均寿命又是多少?
相对于光速而言,低速运动即可近似认 为速度为0,即若选择与 小子一起运动的某 一物体为参考系,此时仙子的平均寿命是 3.0 1ios
向,以v相 对杆运动的 人测得杆长 是1,那么 两者之间的 关系是……
学生思考讨
论计算
锻炼学生计算
以及合作交流
能力
对于地面上的观测者来说
* -21 ns
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