【教學設(shè)計】《狹義相對論的兩個基本假設(shè)》(教科版)

1、 狹義相對論的兩個基本假設(shè) 教學目標 【知識與能力目標】 1. 了解狹義相對論的兩個基本假設(shè) 2. 了解狹義相對論的幾個主要結(jié)論 3. 了解經(jīng)典時空觀與相對論時空觀的重要區(qū)別. 【過程與方法目標】 【情感態(tài)度價值觀目標】 教學重難點 【教學重點】 1. 了解狹義相對論的兩個基本假設(shè) 2. 了解狹義相對論的幾個主要結(jié)論 【教學難點】 了解經(jīng)典時空觀與相對論時空觀的重要區(qū)別. 課前準備 多媒體課件 教學過程 2. 狹義相對論的兩個基本假設(shè)： 對不同的慣性系， 規(guī)律都是 的.（2） 光在運動的速度在任何慣性系中測得的數(shù)值都是的. 3. 狹義相對論的時空觀認為：同時是的，即在一個參考系中不同地點同時發(fā)

2、生的 兩個事件，在另一個參考系中觀測不一定是 的. 4.相對時間間隔公式：設(shè) t0表示與運動的慣性系相對靜止的觀察者觀測的時間間隔, 表示地面上的觀察者觀測同樣兩事件的時間間隔，則它們的關(guān)系是 T 0門 T 0. u2 1 C2 5.相對長度公式：設(shè)在車廂參考系內(nèi)測得的窗戶的水平長度為 10 ,稱為固有長度，在站臺 上測得的窗戶的長度為I ,車廂的速率為u，則I、10、u的關(guān)系是 u2 1- c2 或 1 = 101-c2. 6.相對論認為 的量度是有聯(lián)系的，與物體的 有關(guān)，是相對的.經(jīng) 典物理學則認為空間和時間是脫離物質(zhì)而存在的, 是絕對的，空間和時間之間沒有什么聯(lián)系. 問題設(shè)計 如圖1所示

3、，光源在參考系 0中 (1)根據(jù)伽利略速度變換公式, 計算當參考系 O與參考系0相對靜止時，0相對于0以速 度v向右勻速運動時以及 0相對于0以速度v向左勻速運動時人看到的光速分別是多少? (2) 根據(jù)狹義相對 論原理，在不同的參考系中，光速的大小是不同的嗎? (3) 伽利略速度變換公式是錯誤的嗎？ 狹義相對論的兩個基本假設(shè) 1. 愛因斯坦相對性原理 對不同的慣性系，( 包括的和的)都是一樣的. 2. 光速不變原理 光在真空中運動的速度在任何慣性參考系中測得的數(shù)值都是 的. 三、同時的相對性時間間隔的相對性 問題設(shè)計 1. 如圖2所示，一列火車沿平直軌道飛快地勻速行駛，車廂中央的光源發(fā)出了一個

4、閃光， 閃光照亮了車廂的前壁和后壁. 車上的人觀察到閃光是同時照亮前后壁嗎？地面上的人是怎 么認為的？ 圖2 隔與地面上的人 2. 某人在這列火車上拍了兩下桌子，車上的人觀測的兩次拍桌子的時間間 觀測的時間間隔相同嗎? 要點提煉 1“同時”的相對性 (1)經(jīng)典物理學認為：如果兩個事件在一個參考系中是同時發(fā)生的，那么在另一個參考系中 觀察也L 填“一定”或“不一定”)是同時發(fā)生的. 狹義相對論的時空觀認為：同時是 的，即在一個慣性系中不同地點同時發(fā)生 的兩個事件，在另一個慣性系中( 填“一定”或“不一定”)是同時發(fā)生的. 2時間間隔的相對性 (1)經(jīng)典的時空觀：某兩個事件，在不同的慣性系中觀察，

5、它們的時間間隔總是的. 狹義相對論認為“動鐘變慢”：時間間隔的相對性公式 對運動的參考系中觀測，事件變化過程的時間間隔變大了， T ，也就是說，在相 這叫做狹義相對論中的時間膨脹. 四、長度的相對性相對論時空觀 問題設(shè)計 如圖3所示，假設(shè)桿 MN沿著車廂的運動方向固定在火車上，且與火車一起運動，火車上的 人測量桿的長度與地面上的人測得桿的長度相同嗎? 要點提煉 1 長度的相對性(尺縮效應(yīng)) (1)經(jīng)典的時空觀：一條桿的長度不會因為觀察者是否與桿做 而不同. (2)狹義相對論認為“動尺變短”：狹義相對論中的長度公式：I = 10 1 -詈，但垂直于桿 的運動方向上，桿的長度 2 經(jīng)典時空觀和狹義

6、相對論時空觀 (1)經(jīng)典時空觀：空間和時間脫離物質(zhì)而存在，是絕對的，空間和時間 ，即與物質(zhì) 的運動 (2)狹義相對論時空觀：空間和時間與物質(zhì)運動狀態(tài) 、對狹義相對論的理解 I例1 根據(jù)狹義相對論原理，考慮以下幾個問題： (1) 如圖4所示，參考系 0相對于參考系 0靜止時，人看到的光速應(yīng)是多少？ (2) 參考系0相對于參考系 0以速度v向右運動時，人看到的光速應(yīng)是多少？ (3) 參考系0相對于參考系 0以速度v向左運動時，人看到的光速又是多少? 二、時間、時空的相對性 【例2：如圖5所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A B和C.假想有一列車沿 AC方 向以接近光速行駛，當鐵塔B發(fā)出一個閃光

7、，列車上的觀測者測得A C兩鐵塔被照亮的順 序是() 圖5 A. 同時被照亮 B . A先被照亮 C. C先被照亮 D .無法判斷 I例3：在一飛船上測得飛船的長度為100 m,高度為10 m.當飛船以0.60c的速度從你身 邊經(jīng)過時，按你的測量，飛船有多高、多長？ I蜃閃斯地和對性廉用I 克速不變曲囲 時則和 空制的 相對性 同【11的棚對樸 辰度的相時性Ab 1（y） 時閘刖確的附對忡r 就I 1. （狹義相對論）關(guān)于狹義相對論，下列說法不正確的是（） A. 狹義相對論認為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的 B. 狹義相對論認為在一切慣性系中，光在真空中的速度都等于c,與光源的運動無關(guān) C. 狹義相對論只涉及無加速度運動的慣性系 D. 狹義相對論任何情況下都適用 2. （狹義相對論）如圖6所示，強強乘坐速度為 0.9c（c為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯 壯，壯壯的飛行速度為 0.5c，強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳 播速度為（） 0.9c0.5c *柿曲Zu至二溢 強強麻* 壯壯 圖6 A. 0.4c B . 0.5c C . 0.9c D . c 3. （時間和時空的相對性）如圖7所示，某車沿水