高中物理课堂教学教案高中物理课堂教学教案 年年 月月 日日课课 题题15153 3 狭义相对论的其他结论狭义相对论的其他结论 新授课新授课1 课时课时教教 学学 目目 标标知识与技能： （1）运动速度的相对论变换 （2）相对论质量 （3）质能方程 过程与方法： 让学生体会到自洽性检验是科学理论研究的一个基本方法。 情感态度和价值观： 体会物理学中蕴含的简单与和谐之美（质能方程）教学重点、难教学重点、难点点重点：三个公式重点：三个公式难点：运动速度的相对性变换难点：运动速度的相对性变换教教 学学 方方 法法 教教 学学 手手 段段教学活动教学活动一、一、相对论的速度变换公式 通过狭义相对论两个原理的学习，知道光对任何物体的运动速度都一样，物体 运动的极限速度都不可能越过真空中的光速。在宏观低速运动条件下，伽利略的速 度叠加原理简单有效。但对高速运动的物体及微观高速粒子，速度的叠加原理与传 统经典观念矛盾，必须要考虑相对论效应。车对地的速度为 v，人对车的速度为 u/ 地面上的人看到车上人相对地面的速度 为 u 如果车上人运动方向与火车运动方向相同，u取正值 如果车上人运动方向与火车运动方向相反，u取负值课本 P115思考与讨论学生通过计算和推导知道相对论的自洽性 注意：相对论速度变换公式，是根据相对论理论中的洛伦兹变换推出的结论，只 适用于同一直线运动物体速度的叠加。对于更复杂的速度的叠加， 此公式不适用。 二、相对论质量。物体的运动速度不能无限增加，那么物体的质量是否随着速度而变化？严格的论证表明，物体高速（与光速相比）运动时的质量与它静止时的质量之 间有下面的关系：m 运动质量 m0静止质量 微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量在研究制造回旋加速器时 必须考虑相对论效应的影响介绍： 1988 年，中国第一座高能粒子加速器北京正负电子对撞机首次对撞成功 三、质能方程引入：物体的能量和质量之间存在密切的联系让学生知道根据狭义相对论原理及洛伦兹变换，经过高等数学推导，可得到相对 论动力学的一个著名结论：质能方程 E = m c2质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系.Ek是物体的动能，E是物体运动时的能量 E0是物体静止时的能量 在在 v c 时时 学学 生生 活活 动动21cvuvuu201cvmm0EEEk2 021vmEk这就是我们过去熟悉的动能表达式，这也能让我们看出，牛顿力学是相对论力 学在低速情况下的特例 介绍质能关系式从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性， 让学生体会相对论对核物理的贡献作用。 课堂练习：课本 P116 思考与讨论 四、小结： 五、反馈练习：课本 P116问题与练习作作 业业板板 书书 设设 计计153 狭义相对论的其他结论狭义相对论的其他结论一、相对论的速度变换公式二、相对论质量三、质能方程E = m c2教教 学学 后后 记记21cvuvuu201cvmm