2019-2020年新課標(biāo)人教版3-4選修三15.3《狹義相對(duì)論的其他結(jié)論》WORD教案0 課 題 15．3 狹義相對(duì)論的其他結(jié)論 新授課 1課時(shí) 教 學(xué) 目 標(biāo) 知識(shí)與技能： （1）運(yùn)動(dòng)速度的相對(duì)論變換 （2）相對(duì)論質(zhì)量 （3）質(zhì)能方程 過(guò)程與方法： 讓學(xué)生體會(huì)到自洽性檢驗(yàn)是科學(xué)理論研究的一個(gè)基本方法。 情感態(tài)度和價(jià)值觀： 體會(huì)物理學(xué)中蘊(yùn)含的簡(jiǎn)單與和諧之美（質(zhì)能方程） 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：三個(gè)公式 難點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)速度的相對(duì)性變換 教 學(xué) 方 法 教 學(xué) 手 段 教學(xué)活動(dòng) 一、相對(duì)論的速度變換公式 通過(guò)狹義相對(duì)論兩個(gè)原理的學(xué)習(xí)，知道光對(duì)任何物體的運(yùn)動(dòng)速度都一樣，物體運(yùn)動(dòng)的極限速度都不可能越過(guò)真空中的光速。在宏觀低速運(yùn)動(dòng)條件下，伽利略的速度疊加原理簡(jiǎn)單有效。但對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的物體及微觀高速粒子，速度的疊加原理與傳統(tǒng)經(jīng)典觀念矛盾，必須要考慮相對(duì)論效應(yīng)。 車(chē)對(duì)地的速度為v，人對(duì)車(chē)的速度為u/ 地面上的人看到車(chē)上人相對(duì)地面的速度為u 如果車(chē)上人運(yùn)動(dòng)方向與火車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相同，u’取正值 如果車(chē)上人運(yùn)動(dòng)方向與火車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相反，u’取負(fù)值 課本P115思考與討論 學(xué)生通過(guò)計(jì)算和推導(dǎo)知道相對(duì)論的自洽性 注意：相對(duì)論速度變換公式，是根據(jù)相對(duì)論理論中的洛倫茲變換推出的結(jié)論，只適用于同一直線運(yùn)動(dòng)物體速度的疊加。對(duì)于更復(fù)雜的速度的疊加， 此公式不適用。 二、相對(duì)論質(zhì)量。 物體的運(yùn)動(dòng)速度不能無(wú)限增加，那么物體的質(zhì)量是否隨著速度而變化？ 嚴(yán)格的論證表明，物體高速（與光速相比）運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量與它靜止時(shí)的質(zhì)量之間有下面的關(guān)系： m運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 ﹥ m0靜止質(zhì)量 微觀粒子的速度很高，它的質(zhì)量明顯的大于靜止質(zhì)量．在研究制造回旋加速器時(shí)必須考慮相對(duì)論效應(yīng)的影響． 介紹： 1988年，中國(guó)第一座高能粒子加速器——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)首次對(duì)撞成功 三、質(zhì)能方程 引入：物體的能量和質(zhì)量之間存在密切的聯(lián)系 讓學(xué)生知道根據(jù)狹義相對(duì)論原理及洛倫茲變換，經(jīng)過(guò)高等數(shù)學(xué)推導(dǎo)，可得到相對(duì)論動(dòng)力學(xué)的一個(gè)著名結(jié)論： 質(zhì)能方程 E = m c2 質(zhì)能方程表達(dá)了物體的質(zhì)量和它所具有的能量之間的關(guān)系. Ek是物體的動(dòng)能，E是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量 E0是物體靜止時(shí)的能量 在v ＜ ＜ c時(shí) 這就是我們過(guò)去熟悉的動(dòng)能表達(dá)式，這也能讓我們看出，牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速情況下的特例． 介紹質(zhì)能關(guān)系式從理論上預(yù)言了核能釋放及原子能利用和原子彈研制的可能性，讓學(xué)生體會(huì)相對(duì)論對(duì)核物理的貢獻(xiàn)作用。 課堂練習(xí)：課本P116 思考與討論 四、小結(jié)： 五、反饋練習(xí)： 課本P116問(wèn)題與練習(xí) 學(xué) 生 活 動(dòng) 作 業(yè) 板 書(shū) 設(shè) 計(jì) 15．3 狹義相對(duì)論的其他結(jié)論 一、相對(duì)論的速度變換公式 二、相對(duì)論質(zhì)量 三、質(zhì)能方程 E = m c2 教 學(xué) 后 記