【新教材精创】5.2 相对论中的神奇时空 教学设计（2）-鲁科版高中物理必修第二册

第五章　科学进步无止境 第2节 相对论中的神奇时空 本节内容用狭义相对论的新时空观将得出不同于“日常 ”时间和空间的奇妙结论（空间和时间不是独立的，物质和运动也是有联系的）。一开始就牢牢抓住学生的好奇心，在此基础上，再介绍与相对运动有关的时间延缓效应、长度收缩效应、质能关系以及与物质有关的时空弯曲现象。基于科学理论的正确性需实验检验的原则，在本节的“科学书屋 ”栏目和“奇妙的时空弯曲 ”正文中编入了实验实证资料。为了说明牛顿力学在宏观、低速运动的研究中非常“准确”，但同时又存在局限性，在“时间延缓效应 ”和“长度收缩效应 ”正文中，分别介绍了相对时间公式和相对长度公式（鉴于学生的数学知识的不足，对公式的来源未作推导）。这样，便于学生利用公式对宏观、低速的运动进行讨论，了解牛顿力学研究宏观、低速问题“准确 ”的原因，从而认识到科学理论常具有满足一定条件的正确性和在一定认识阶段的稳定性。通过“质能关系 ”正文、“拓展一步 ”栏目中“质速关系 ”以及“科学书屋 ”中对爱因斯坦本人的介绍，让学生更多地了解相对论的内容和爱因斯坦对科学发展和对人类和平的贡献。 物理观念：能运用与相对论相关的初步知识解释高速世界的一些特点。尝试建立初步的相对论时空观。 科学思维：知道研究高速世界需要建构物理模型；知道科学推理与大胆想象的重要性；能用与狭义相对论相关的证据尝试说明高速世界的一些特点；知道创新对科学进步的重要意义。 科学探究：知道在可靠的实验事实基础上，进行科学推理、合理假设等科学研究方法的重要性。 科学态度与责任：通过学习，体会在科学研究中不放过丝毫疑惑、穷根究理的态度和责任。 1、 教学重点：了解时间延缓效应和长度收缩效应及其相关计算公式；了解质能关系及其相关计算公式；初步了解时空弯曲现象；知道牛顿经典力学适用宏观低速的原因。 2、教学难点：了解时间延缓效应和长度收缩效应。 多媒体课件 【新课导入】 狭义相对论中的两个基本假设包含了不同于经典力学的新时空观，这种新时空观变革了传统的空间、时间、质量、能量等基本概念，揭示了时空统一性和物质、运动的统一性，因此会得出不同于“日常”的奇妙结论。 【新课内容】 一.时间延缓效应 经典时空观认为，时间是绝对时间，就像一条长河，源源不断地从过去到现在直至将来，与运动无关。而相对论时空观则认为，当时钟相对于观测者静止时，时钟走得快