物理必修 第二册第1节 初识相对论第1课时教案

这是一份物理必修 第二册第1节 初识相对论第1课时教案，共3页。教案主要包含了狭义相对论等内容，欢迎下载使用。

1. 了解狭义相对论的两条基本假设。
2. 了解狭义相对论和广义相对论提出的历史背景。
教学重难点
教学重点
狭义相对论的两条基本假设、狭义相对论和广义相对论提出的历史背景
教学难点
狭义相对论的基本假设
教学准备
多媒体课件
教学过程
新课引入
教师活动：展示时钟塔的图片。
教师活动：我们之所以能看到物体，是因为有光进入了我们的眼睛。设想，你以乘坐电车以光速远离时钟塔，你看到的时钟塔时钟的指针应该是怎样的？实际上时钟塔的指针应该是怎样的？
讲授新课
一、狭义相对论
教师活动：讲解狭义相对论提出的历史背景。
1900年4月27日，英国皇家学会迎接新世纪的来临，开了一次会。开尔文勋爵发表了一个演说。物理学的大厦已经建成，后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。但是在这尽善尽美之中，还有一点小小的遗憾。在物理学晴朗天空的远处，还有两朵小小的令人不安的“乌云”。一朵与黑体辐射有关，一朵与迈克耳孙-莫雷实验有关。开尔文预言的当前，诞生了对应于黑体辐射的量力力学。1905年，诞生了对应于迈克耳孙-莫雷实验的相对论。
水波的传播要有水作为媒介，声波的传播要有空气作为媒介。经典物理学家曾认为，“以太”是光波的传播介质，这种介质绝对静止、密度极小(几乎为0)、硬度极大、完全透明，充满宇宙空间，渗透于一切物体。如果存在“以太”，地球在“以太”的海洋中自转、公转，则一定会有“以太风”迎面扑来。因此，探索“以太风”的存在，确定地球和“以太”的相对运动，就成为19世纪后半叶物理学的一个重要课题。
按照经典时空观的运动合成原理，在以大小为v，的速度水平行驶的汽车上，有人相对于汽车以大小为v，的速度将一物体水平抛出。在静止于路边的观察者看来，若物体抛出时与汽车同向，则物体速度大小为v2+v1，若反向，则物体速度大小为v2+v1。
假设光相对“以太”的传播速度为c，地球相对“以太”的运行速度为v，当光速c与地球速度v的方向相同时，则静止在地球上的人观测到该光的速度为c´=c-v。当光速c与地球速度v的方向相反时，则此人观测到该光的速度为c´=c+v。如果能通过实验测址到这种差别，就能够证明“以太”的存在。
1887年，美国物理学家迈克尔孙与莫雷，进行了著名的迈克尔孙--莫雷实验。实验证明，不论地球运动的方向同光的射向一致还是相反，测出的光速知道研究高速世界需要建构物理模型；在地球同设想的“以太”之间没有相对运动，找不到“以太”。这一实验没有支持“以太”说。
爱因斯坦、庞加莱等人则主张彻底放弃某些与实验和观测不符的观念，如绝对时间的概念，提出能够更好地解释实验事实的假设。
教师活动：讲解狭义相对论的两条基本假设。
狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，物理规律都可以表示为相同的形式。
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。
教师活动：解释狭义相对论的基本假设。
典题剖析
例1 (多选)20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释。经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题，只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子。这说明( )
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B．人们对客 观事物的具体认识在广度上是有局限性的
C．不同领域的事物各有其本质与规律
D．人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
答案：BCD
课堂小结