§15-2时间和空间的相对性

1、江苏省洪泽中学高二物理教案（选修34）第十五章 相对论简介 主备人：孙志成 二次备课： - PAGE 6 -15-2时间和空间的相对性教学目标一、知识与技能：（1）同时时的相对对性（2）运动动长度的的收缩（3）时间间间隔的的相对（4）了解解时空相相对性的的验证（5）了解解相对论论时空观观与经典典物理时时空观的的主要区区别二、过程与与方法：（1）理解解同时相相对性的的推演过过程（2）理解解从“同时相相对性”出发得得出“运动长长度和时时间间隔隔的相对对性”的过程程三、情感态态度和价价值观：（1）体会会相对论论崭新的的时空观观，体会会相对论论的建立立对人类类认识世世界的影影响。（2）辩证证地看待待经

2、典物物理理论论教学重点、难难点从“同时”的相对对性得出出运动长长度和时时间间隔隔的相对对性教学方法阅读小结教学手段多媒体课件件教学活动一、“同时时”的相对对性知道“同时时”的相对对性是相相对论两两个假设设的直接接推论。讲讲解过程程中要强强调理解解的出发发点必须须是两个个假设，否否则无法法理解。 两种情景中点发光 情况1：对对于运动动的火车车上同时时发生的的两个事事件，对对于地面面就不是是同时的的车上的观察察者认为为光同时时到达车车厢的前前后两壁壁 站台上上的观察察者认为为光先到到车厢后后壁后到到前壁讲解关键：在各个个参考系系中光速速都为cc 情况2：地地面 上上同时发发生的两两个事件件，对于于

3、运动的的火车也也不是同同时的利用相对运运动原理理，可假假设车静静人动 ，人和和地面相相当于火火车，结结果与前前面相似似让学生自己己分析课课本上的的“思考与与讨论”二、长度的的相对性性1、要让学学生知道道长度的的相对性性(动尺尺缩短)，是“同时”的相对对性带来来的一个个普遍的的时空属属性，它它与物体体的具体体组成和和结构无无关，当当物体运运动速度度越接近近光速，这这种收缩缩效应就就变得越越显著。2、要讲清清利用严严格数学学推导可可以得到到洛伦兹兹变换的的相对论论长度收收缩公式式。3、要让学学生理解解长度收收缩公式式的物理理意义，必必须注意意参考系系的选择择及参考考系的运运动状态态。三、时间间间隔

4、的相相对性 教学时要分分析清楚楚“动钟变变慢”与同时时的相对对性的联联系，使使学生知知道运动动的钟变变慢是同同时的相相对性带带来的时时空属性性。 时间间间隔的相相对性可可以通过过长度的的相对性性的一些些简单例例子加以以说明。要讲清“动钟变变慢”(或时时间膨胀胀)是两两个不同同惯性系系进行时时间比较较的一种种效应，不不要误认认为是时时钟的结结构或精精度因运运动而发发生了变变化。教学中特特别指出出，运动动时钟变变慢完全全是相对对的，由由于两个个惯性参参考系是是平权的的，在它它们上面面的观测测者都将将发现对对方的钟钟变慢了了。四、时空相相对性的的验证根据相对论论，时间间在运动动中会进进行的比比较缓慢

5、慢，也就就是说，在在空间中中高速移移动的时时钟，比比固定于于地面上上的时钟钟走得慢慢早在19441年，科科学家通通过对宇宇宙线的的观测证证实了相相对论的的结论，美美国科学学家罗西西和霍尔尔在不同同高度统统计了宇宇宙线中中子的数数量，结结果与相相对论预预言完全全一致1971年年，科学学家将铯铯原子钟钟放在喷喷气式飞飞机中作作环球飞飞行，然然后与地地面的基基准钟对对照实实验结果果与理论论预言符符合的很很好这这是相对对论的第第一次宏宏观验证证五、相对论论的时空空观牛顿物理学学的绝对对时空观观：物理理学的空空间与时时间是绝绝对分离离没有联联系的，脱脱离物质质而单独独存在，与与物质的的运动无无关。而相对论认认为：有有物质才才有时间间和空间间，空间间和时间间与物体体的运动动状态有有关。人类对于空空间、时时间更进进一步的的认识而而形成的的新的时时空观，是是建立在在新的实实验事实实和相关关结论与与传统观观念不一一致的矛矛盾基础础上，不不断发展展、不断断完善起起来的。六、小结 见板书七、作业1、课本PP1144 11、2、33、4、55 2、完成第第二教材材相关关练习板书设计1522 时间间和空间间的相对对性一、“同时时”的相对对性1、对于运运动的火火车上同同时发生生的两个个事件，对对于地面面就不是是同时的的 2、地面上上同时发发生的两两个事件件，对于于运动的的火