狭义相对论的其他结论
图片预览
文档简介
本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
《狭义相对论的其他结论》教学设计
一、教学内容
人民教育出版社 高中物理 选修3—4 第十五章第三节
二、教学设计
1．教学目标
了解狭义相对论的其他几个结论：相对论速度变换公式，相对论质量与速度的关系，质量与能量的联系方程，并能进行简单的计算。体验相对论的观点与经典时空观的区别与联系，感受科学的进步不是对前人结论的推翻，而是包涵。
2．设计思路
本章节教材内容是新增加的，除质能方程外，高考要求很低，由于公式的导出比较烦琐，均直接给出结果。尽管如此，但是内容很有趣又很实际，可以解释现实问题中的疑问，所以通过设疑，探求，获取，讨论和巩固，即可完成本节教学任务。
三、教学过程
（一）引人课题
问1：河水的流速是3m/s；小船顺流而下，由于划船，它相对河水的速度是1m/s；那么，船相对于岸的速度是多少？
学生答：3m/s+1m/s=4m/s
问2：两个电子相向运动，每个电子对于实验室的速度都是0.8c，它们的相对速度是多少？
学生答：0.8c+0.8c=1.6c
老师：答案对吗？
学生思考，老师提示：光对于任何运动物体的速度都是一样的，速度变换的法则对光不再适用。那么，对于高速运动的物体，速度的变换要遵守什么法则？下面学习第3节 狭义相对论的其他几个结论。由于结论公式的导出比较烦琐，均直接给出结果。
（二）新课教学
1、相对论的速度变换公式
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： （1）
如果车上人运动方向与火车运动方向相反，则u/取负值。
按照经典时空观，u= u/+v。而从（1）式来看，人对地的速度u比u/+v小，不过只有在u/、v的大小可以与c相比时才会观察到这个差别。
讨论：课本P107思考与讨论。
2、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：
（2）
m为运动质量 , mo为静止质量。
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。
（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）
3、质能方程
物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是：
E=mc2 （3）
这就是著名的爱因斯坦质能方程。
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.
物体的动能Ek = 运动时的能量E - 静止时的能量E0
在v〈〈 c时的一种近似就是动能表达式Ek
具体推导过程如下：
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。
讨论：课本P108 思考与讨论
（三）巩固练习
课本P108问题与练习1、2、3题
（四）作业布置
搜集有关资料，分析讨论：物体能无限地被加速吗？准备下堂课演讲。
v
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网
《狭义相对论的其他结论》教学设计
一、教学内容
人民教育出版社 高中物理 选修3—4 第十五章第三节
二、教学设计
1．教学目标
了解狭义相对论的其他几个结论：相对论速度变换公式，相对论质量与速度的关系，质量与能量的联系方程，并能进行简单的计算。体验相对论的观点与经典时空观的区别与联系，感受科学的进步不是对前人结论的推翻，而是包涵。
2．设计思路
本章节教材内容是新增加的，除质能方程外，高考要求很低，由于公式的导出比较烦琐，均直接给出结果。尽管如此，但是内容很有趣又很实际，可以解释现实问题中的疑问，所以通过设疑，探求，获取，讨论和巩固，即可完成本节教学任务。
三、教学过程
（一）引人课题
问1：河水的流速是3m/s；小船顺流而下，由于划船，它相对河水的速度是1m/s；那么，船相对于岸的速度是多少？
学生答：3m/s+1m/s=4m/s
问2：两个电子相向运动，每个电子对于实验室的速度都是0.8c，它们的相对速度是多少？
学生答：0.8c+0.8c=1.6c
老师：答案对吗？
学生思考，老师提示：光对于任何运动物体的速度都是一样的，速度变换的法则对光不再适用。那么，对于高速运动的物体，速度的变换要遵守什么法则？下面学习第3节 狭义相对论的其他几个结论。由于结论公式的导出比较烦琐，均直接给出结果。
（二）新课教学
1、相对论的速度变换公式
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： （1）
如果车上人运动方向与火车运动方向相反，则u/取负值。
按照经典时空观，u= u/+v。而从（1）式来看，人对地的速度u比u/+v小，不过只有在u/、v的大小可以与c相比时才会观察到这个差别。
讨论：课本P107思考与讨论。
2、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：
（2）
m为运动质量 , mo为静止质量。
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。
（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）
3、质能方程
物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是：
E=mc2 （3）
这就是著名的爱因斯坦质能方程。
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.
物体的动能Ek = 运动时的能量E - 静止时的能量E0
在v〈〈 c时的一种近似就是动能表达式Ek
具体推导过程如下：
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。
讨论：课本P108 思考与讨论
（三）巩固练习
课本P108问题与练习1、2、3题
（四）作业布置
搜集有关资料，分析讨论：物体能无限地被加速吗？准备下堂课演讲。
v
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网