《相對論時空觀》學習任務單

《相對論時空觀》學習任務單學習任務單課程基本信息學科高中物理年級高二學期下學期課題粵教版（2019）必修第二冊第五章第二節(jié)相對論時空觀學生信息姓名學校班級學號學習目標目標一：了解經(jīng)典時空觀及其局限性。目標二：理解相對論時空觀中的同時的相對性。目標三：掌握相對論時空觀中的長度收縮和時間延緩效應。課前學習任務1、認真閱讀教材上關于相對論時空觀的章節(jié)內(nèi)容，大概了解一下都講了些啥東西。2、找一找生活中有沒有一些現(xiàn)象是經(jīng)典時空觀解釋不了的，簡單記下來。課上學習任務【學習任務一】經(jīng)典時空觀及其局限性思考：問題一：同學們，咱們以前學的經(jīng)典時空觀是啥樣的呀？誰能簡單說說？（這里可以讓學生主動回答，互動一下）問題二：那大家想一想，經(jīng)典時空觀在解釋一些高速運動的現(xiàn)象時，是不是就有點力不從心啦？能舉個例子不？然后咱們一起總結(jié)經(jīng)典時空觀的特點，像時間和空間是絕對的之類的，再講講它在解釋像接近光速運動的粒子等高速現(xiàn)象時存在的局限性?！緦W習任務二】相對論時空觀中的同時的相對性活動：假設咱們有一列很長很長的火車，高速行駛著。在火車中間有個小燈，這個燈突然亮了?，F(xiàn)在呢，火車上有個觀察者，地面上也有個觀察者。大家來討論一下，這兩個觀察者看到光到達火車兩端的時間是一樣的嗎？（讓學生分組討論，然后選代表發(fā)言）結(jié)論：在相對論時空觀里，同時是相對的。對于不同參考系的觀察者，同時發(fā)生的事件可能不同時?！緦W習任務三】相對論時空觀中的長度收縮和時間延緩效應1、長度收縮效應講解：同學們，當一個物體相對于我們高速運動的時候啊，它在運動方向上的長度會變短哦。就像一根高速飛行的筷子，看起來就比它靜止的時候短了一些。思考：那這個長度收縮是怎么計算的呢？這里引出長度收縮的公式：L=L?√(1-v2/c2)，其中L是運動物體的長度，L?是物體靜止時的長度，v是物體的運動速度，c是真空中的光速。2、時間延緩效應講解：同樣的，在相對論時空觀里，運動的時鐘走得慢。比如一個宇航員坐飛船高速飛行，他在飛船上的時鐘走的時間，和地球上的時鐘走的時間就不一樣。思考：這個時間延緩又該怎么計算呢？引出時間延緩的公式：Δt=Δt?/√(1-v2/c2)，其中Δt是運動時鐘的時間間隔，Δt?是靜止時鐘的時間間隔，v是物體的運動速度，c是真空中的光速。做個小練習來鞏固一下：例：一艘宇宙飛船以0.8c（c為真空中的光速）的速度相對于地球飛行。飛船上有一根長為1m的桿子，求在地球上觀察這根桿子的長度是多少？思考過程：我們知道L?=1m，v=0.8c，根據(jù)長度收縮公式L=L?√(1-v2/c2)，先計算1-(0.8c)2/c2=1-0.64=0.36，然后L=1×√0.36=0.6m。總結(jié)提升：1、回顧經(jīng)典時空觀的局限性和相對論時空觀的幾個重要概念，像同時的相對性、長度收縮、時間延緩。2、讓學生說說自己對相對論時空觀的理解，還有哪些地方不太明白。課堂習題：練習1：根據(jù)相對論時空觀，當一個物體的運動速度接近光速時，以下說法正確的是（）A.它的長度不變B.它的時間流逝會變快C.同時是絕對的D.以上說法都不對____________練習2：一個粒子以0.6c的速度運動，它的靜止壽命是10??s，求在地面上觀察這個粒子的壽命是多少？____________課后作業(yè)：1、認真完成教材上關于相對論時空觀這部分的課后練習題。2、找一找有關相對論時空觀在現(xiàn)代科技中的應用的資料，簡單寫個小報告。答案：練習1：D。在相對論時空觀里，當物體接近光速運動時，長度會收縮，時間會延緩，同時是相對的，所以A、B、C都不對。練習2：根據(jù)時間延緩公式Δt=Δt?/√(1-v2/c2)，這里Δt?=