人民教育出版版選修34152時間和空間的相對性最新教案

1、15.2 時間和空間的相對性【教學(xué)目標(biāo)】1理解“同時”的相對性。2通過推理，知道時間間隔的相對性和長度的相對性。3通過對兩個結(jié)論的分析認識時間和空間是不能脫離物質(zhì)而單獨存在的?！局攸c難點】1理解“同時”的相對性。2通過推理，知道時間間隔的相對性和長度的相對性?！窘虒W(xué)方法】講練結(jié)合【教學(xué)用具】課 件【教學(xué)過程】一、“同時”的相對性1、問題：車廂長為L，正以速度v勻速向右運動，車廂底面光滑，現(xiàn)有兩只完全相同的小球，從車廂中點以相同的速率v0分別向前后勻速運動，（相對于車廂），問：（1）在車廂內(nèi)的觀察者看來，小球是否同時到達兩壁？（2）在地上的觀察者看來兩球是否同時到達兩壁分析：在車上的觀察者看來，

2、A球經(jīng)時間tA=B球經(jīng)時間tB=因此兩球同時到達前后壁。根據(jù)愛因斯坦相對性原理，在不同參考系中一切物理規(guī)律都是相同的，這里勻速運動規(guī)律也一樣，據(jù)s=ct得t=，車上觀察者看來s相同，c也一樣，所以t相同，而對地面的觀察者，光向后位移s小，而光速仍然不變，所以向后運動光需要較短時間到達后壁。2、根據(jù)愛因斯坦相對性原理和光速不變原理，我們自然會得出“同時是相對的”這樣一個原理，也就是說，在一個參考系中看來“同時”的，在另一個參考系中卻可能“不同時”。二、長度的相對性【例1】如果一個人在地上量好一根靜止桿的長度是l，他將這根桿帶到以0.5c速度運動的飛船上，坐在飛船上測量這根桿的長度又是多少？分析：

3、應(yīng)該是L，可以從公式l=l0求出。強調(diào)參考系的相對運動是長度縮短的原因，即觀察者與被測物間的相對運動才是長度縮短的原因，進而否定上述答案，得到桿長仍為l。三、時間間隔的相對性1、問題：這是一列高速火車上發(fā)生的兩個事件：假定車箱安裝著一個墨水罐，它每隔一定時間地出一滴墨水。墨水在、兩個時刻在地上形成P、Q兩個墨點，設(shè)車上的觀察者測得兩事件間隔t時間，地面上的觀察者測得兩事件間隔t時間，車廂勻速前進速度為v。車上觀察者認為兩個事件的時間間隔：地面觀察者認為兩個事件的時間間隔：，根據(jù)公式，通過一定的數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以得出：t=即【例2】一對孿生兄弟，出生后甲乘高速飛船去旅行，測量出自己飛行30年回到地面上，乙在地面上生活，問甲回來時30歲，乙這時是多少歲？（已知飛船速度=c）分析：已知飛船觀察者甲經(jīng)時間=30年，地面上的觀察者乙經(jīng)過時間為t= =年=60年可見甲的孿生兄弟已經(jīng)60歲了。四、時空相對性的驗證五、相對論的時空觀經(jīng)典時空觀相對論時空觀時間天然存在；一分一秒地流逝；與物質(zhì)運動無關(guān)與物質(zhì)存在與否及運動狀態(tài)有關(guān)空間一個大盒子；物質(zhì)運動的場所與物質(zhì)存在與否及運動狀態(tài)有關(guān)聯(lián)系二者脫離，沒有聯(lián)系，獨立存在物質(zhì)、時間、空間是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一體適用范