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真空中光速是速度的极限，任何物体 的速度不可能超过真空中的光速 可以任意大 物体的速度 同一物体，不同的参 考系中测得长度不同 同一物体的长度 与参考系无关 长度 同一事件，不同的参 考系中测得时间不同 时间是独立的， 与参考系无关 时间 宇宙中不存在“以太”介质 宇宙中传播光的介质叫“以太” 介质 在任何惯性参考 测得的光速都相同 在不同的惯性参考 系中测得光速不同 真空中光速 狭义相对论的时空观 经典物理的时空观 * * 第6章　 相对论与天体物理 长汀二中：王林焕 E-mail：lywlh3@263.net 教材分析 全 章 结 构 地 位 与 作 用 教 学 要 求 导入　从双生子佯谬谈起 相对论与天体物理 牛 顿 眼 中 的 世 界 爱 因 斯 坦 眼 中 的 世 界 广 义 相 对 论 初 步 探 索 宇 宙 全 章 结 构 （一） 牛顿眼中的世界 绝 对 时 空 观 经 典 力 学 的 相 对 性 原 理 迈 克 尔 孙 实 验 灵 找 “ 以 太 ”｜ 爱因斯坦眼中的世界 相 对 论 的 速 度 叠 加 狭 义 相 对 论 的 两 条 基 本 原 理 狭 义 相 对 论 中 的 时 间 与 空 间 广义相对论初步 广 义 相 对 的 基 本 原 理 广 义 相 对 论 的 时 空 结 构 广 义 相 对 论 的 实 验 检 验 探索宇宙 宇 宙 的 起 源 宇 宙 里 有 什 么 永 不 停 息 的 探 索 （二）地位与作用 本章是实施高中新课程新增的内容，依据《普通高中物理课程标准（实验）》， 通过本章学习，要让学生理解牛顿的经典时空观与经典力学的相对性原理，并在此基础上，进一步了解经典力学的相对性原理与光速不变之间的矛盾，了解爱因斯坦狭义相对论的两条基本原理，认识狭义相对论的时空观，再进一步了解广义相对论的基本原理，以及广义相对论的时空结构，对学生而言，是时空观念的拓宽与更新。 通过本章学习，使学生认识到科学观念的创新所带来的巨大的科学变革，使学生体会到人的感性认识与直接经验的局限性，从而形成正确的科学观，同时促进学生以质疑的眼光去看待已有理论，以更开放的心态去接受新事物，具有反思意识，激发学生探索科学奥秘的兴趣。 （三）教学要求 《课标》 知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主  要结论。 了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。 体会相对论的建立对人类认识世界的影响； 初步了解广义相对论的几个主要观点以及主 要观测证据； 关注宇宙学研究的新进展。 （三）教学要求 《考试说明》： I 相对论质能关系式 I 质速关系、质能关系 只 限 于 定 性 了 解 I 狭义相对论的基本假设 相 对 论 三维目标： 知识与技能 知道狭义相对论的实验基础、基本原理 和主要结论。 了解经典时空观与相对论时空观的主要 区别。体会相对论的建立对人类认识世  界的影响。 初步了解广义相对论的几个主要观点以 及主要观测证据。 关注宇宙学研究的新进展。 三维目标： 过程与方法 体会思想实验在物理学中的应用，并尝试使 用这种方法。 体验爱因斯坦提出假设的过程，知道科学假 设是探索自然的重要方法，知道需要用实验来 验证利用假设得出的结论，证明假设的正确 性。 培养查阅资料、收集与整理信息、讨论与交 流以及自主学习能力。 体会科学观念的改变所带来的巨大推动力量。 三维目标： 情感态度与价值观 通过爱因斯坦相对论的学习，开阔眼界、活 跃思维、增强学习兴趣。 体会人的感性认识与直接经验的局限性，敢于不迷信已有理论，以质疑的眼光、反思的意识、开放的心态去接受新事物。 体验爱因斯坦严谨的治学态度，学习爱因斯坦不迷信旧观念、大胆怀疑、坚持真理、敢于冲破条条框框的科学精神。 教学设计 学 情 与 预 设 困 难 教 学 流 程 （一）学情与预设困难 学生对“爱因斯坦”这个名字和“相对论”这个名词应该是很熟悉的，学生在此之前接受都是绝对时空观的教育，现要其接受相对论的时空观，这种时空观念的转变是极其不容易的； 狭义相对论和广义相论对的学习内容对师生来说都是极其抽象，甚至可认为晦涩难懂，将给学生理解知识、领会思想方法带来比较大的困难； 尽管本章教学要求不高，但还是要营造良好交流研讨氛围，大胆地进行思辩，促进师生共同进步与提高。 （二）教学流程 （爱因斯坦眼中的世界 ） 迈克尔孙－莫雷实验 的“零结果” 1、“以太”（绝对参考系）不存在 2、光速不变的事实 经典的时空观 说明 否定 爱 因 斯 坦 提 出 狭义相对论的 两条基本原理 1、狭义相对性原理 2、光速不变原理 推理 推导 图 片 跳转 返回 1、同时相对性：不同惯性系中观察同