【新教材精创】5.1 初识相对论 教学设计（1）-鲁科版高中物理必修第二册

第五章　科学进步无止境 第1节 初识相对论 本节内容是学习完经典力学以后所做的介绍性质内容，它可以拓展学生的知识面、展示科学探究的无限可能，建立科学思想、科学的思维方法，培养科学精神，在情感、态度与价值观方面发挥应有的教育功能。 【物理观念】了解静电力学的相对性原理，了解牛顿的绝对时空观；了解迈克尔孙-莫雷实验对经典物理学造成的困难。 【科学思维】知道科学推理与大胆想象的重要性；知道创新对科学进步的重要意义。 【科学探究】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。 【教学重点】对狭义相对论的两个基本原理内容的了解及对科学推理、合理假设的科学研究方法的理解。 【教学难点】对狭义相对论的两个基本原理内容的了解。 【导入新课】 激趣诱思： 什么是时间？什么是空间？时间和空间有什么性质？经典物理学对这些问题并没有正面回答。但是从它对问题的处理上，我们体会到经典物理学认为空间和时间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间也是没有联系的。那么，相对论的时空观是否也这样认为呢？ 【新课讲授】 19世纪末物理学取得了巨大的成就：牛顿力学 、 热力学 、统计物理学 、 电磁场理论形成了完整的物理学体系，并被赞誉为：“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽庙堂” 在1900年英国皇家学会的新年庆祝会上，著名的物理学家，威廉·汤姆孙，回顾了物理学在过去几百年中的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经基本完成，未来的物理学家只要做一些修修补补的工作就可以了。 但同时他也承认“明朗的天空中还有两朵小小的、令人不安的乌云”。 与黑体辐射有关------促进量子理论诞生；与光速问题有关------相对论诞生。 正是这两朵小小的乌云，冲破了经典物理学的束缚，打消了当时绝大多数物理学家的盲目乐观情绪，为后来建立近代物理学的理论基础作出了贡献。 一、经典时空观 描述一个物体的运动必须选择一个参考系，然后研究这一物体相对于参考系是如何运动的。 1.所有相对于惯性系做匀速直线运动的参考系都是惯性系。 ——牛顿运动定律成立的参考系 2.对于所有的惯性系，力学规律都是相同的，或者说，一切惯性系都是等效的，这一结论称为伽利略相对性原理。 3.经典时空观（绝对时空观）： 时间和空间彼