2024-2025学年新教材高中物理 第七章 5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（2）说课稿 新人教版必修2

2024-2025学年新教材高中物理第七章5相对论时空观与牛顿力学的局限性（2）说课稿新人教版必修2一、设计思路

本节课以新人教版必修2高中物理教材第七章5节“相对论时空观与牛顿力学的局限性（2）”为教学内容，设计思路如下：首先，通过引入经典力学在日常生活中的应用实例，让学生回顾牛顿力学的基本原理；然后，通过对比分析相对论时空观与牛顿力学的差异，引导学生理解相对论时空观的基本概念；接着，通过实例讲解相对论时空观在现实生活中的应用，帮助学生深化对相对论时空观的理解；最后，结合教材中的练习题，巩固所学知识，培养学生的物理思维能力和解决问题的能力。二、核心素养目标分析

本节课的核心素养目标主要包括：培养科学思维，发展学生的物理观念，提高科学探究能力，以及增强学生的科学态度与责任。通过学习相对论时空观与牛顿力学的局限性，学生将能够理解科学理论的发展是不断深化和修正的过程，培养批判性思维和创新能力；通过分析相对论时空观的实例，学生将形成对物理现象的直观认识，提升物理观念的应用能力；通过探究相对论时空观的实际应用，学生将掌握科学探究的方法，提高实验设计和问题解决能力；同时，通过了解相对论的发展历程，学生将树立正确的科学态度，培养对科学的热爱和责任感。三、重点难点及解决办法

重点：理解相对论时空观的基本概念，掌握相对论时空观与牛顿力学的区别和联系。

难点：1.相对论时空观中时间膨胀和长度收缩效应的理解；2.相对论时空观在实际应用中的计算。

解决办法：1.通过日常生活中的实例，如全球定位系统（GPS）的时间校正，引入相对论时空观的概念，帮助学生形象地理解时间膨胀和长度收缩效应。2.结合教材中的图表和公式，逐步解析相对论时空观的数学表达式，并通过例题演示如何进行计算。3.设计课堂讨论和小组活动，让学生在合作中探讨相对论时空观的物理意义，促进学生对难点的理解和掌握。4.在课后布置针对性的练习题，巩固学生对重点知识的掌握，并及时反馈，帮助学生解决遗留问题。四、教学资源准备

1.教材：确保每位学生配备新人教版必修2高中物理教材。

2.辅助材料：准备相对论时空观的动画视频、时间膨胀和长度收缩的实例图片，以及相关科学家介绍的文字材料。

3.实验器材：若条件允许，准备用于模拟相对论效应的计算机软件或物理实验装置。

4.教室布置：设置多媒体展示区，保证视频和图片的清晰展示；规划学生讨论区，便于小组合作学习。五、教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

利用上节课学习的牛顿力学知识，提出一个学生在日常生活中可能遇到的问题，例如：“为什么在地球表面上的物体重量会随着地理位置的变化而变化？”通过这个问题引导学生思考牛顿力学的局限性，并自然过渡到本节课的主题——相对论时空观与牛顿力学的局限性。

2.讲授新知（20分钟）

首先，介绍相对论时空观的基本概念，包括时间膨胀和长度收缩效应，通过多媒体展示相关动画和实例图片，帮助学生形象理解这些概念。接着，讲解相对论时空观与牛顿力学的区别和联系，通过板书和公式推导，让学生掌握相对论时空观的数学表达。最后，通过讨论科学家们如何发现和验证相对论时空观，培养学生的科学思维。

3.巩固练习（10分钟）

给出几个与相对论时空观相关的练习题，让学生在课堂上独立完成，并及时给予反馈。这些练习题旨在帮助学生巩固对相对论时空观的理解，并学会如何应用相关公式解决实际问题。

4.课堂小结（5分钟）

5.作业布置（5分钟）

布置相关的课后作业，包括复习本节课的内容、完成课后练习题，以及查找并阅读一篇关于相对论时空观的科普文章。要求学生在下一次课前准备好对文章的理解和感悟，以便进行课堂分享。六、教学资源拓展

1.拓展资源

（1）拓展阅读材料：《爱因斯坦的相对论——一个革命的物理学理论》、《相对论的故事》、《时间简史》等书籍，可以帮助学生更深入地理解相对论时空观的历史背景和科学意义。

（2）科普文章：关于相对论在实际应用中的例子，如GPS系统的时间校正、高速运动的粒子的寿命变化等，可以让学生了解相对论在科技发展中的作用。

（3）视频资源：关于相对论时空观的科普视频，如“相对论动画解析”、“时间膨胀实验”等，可以帮助学生直观地理解相对论的概念。

（4）在线课程：一些在线教育平台提供的相对论相关课程，如Coursera、edX上的物理学课程，可以作为课后学习的补充。

2.拓展建议

（1）鼓励学生在课后阅读相关书籍和文章，以加深对相对论时空观的理解，并能够将理论与实际应用相结合。

（2）建议学生观看科普视频，特别是动画演示，以帮助他们在脑海中形成相对论时空观的直观图像。

（3）推荐学生参与在线课程学习，这些课程通常提供更系统的学习资源，有助于学生自学和深化理解。

（4）鼓励学生参与科学讨论和写作活动，如撰写关于相对论的科学论文或报告，以培养他们的科学探究能力和表达能力。

（5）建议学生关注科学新闻和科技发展动态，特别是那些涉及到相对论时空观的应用案例，以保持对科学的兴趣和敏感性。

（6）鼓励学生进行科学实验或模拟实验，如使用计算机软件模拟相对论时空观效应，以增强他们的实践操作能力和科学思维能力。七、板书设计

1.相对论时空观的基本概念

①时间膨胀效应

②长度收缩效应

③相对性原理

2.相对论时空观与牛顿力学的区别和联系

①牛顿力学适用范围

②相对论时空观的适用范围

③两