1、第六章 相对论与量子论初步第一节 高速世界一、教学目标：（一）知识与技能：1、知道世纪之交的晴朗的物理学天空上的两朵乌云，了解其主要内容以及由此所引起的物理学理论的发展与创新。2、认识经典力学的实用范围和局限性。知道经典时空观与相对论时空观之间的关系。3、初步了解相对论时空观中的基本观点，了解狭义相对论和广义相对论。知道相对论以人类认识高速世界的影响。（二）过程与方法：1、经历科学家建立相对论的思维探索过程，认识科学思维的意义，学习科学的思维方法，从中体验成功的乐趣。2、了解物理学的研究方法，认识理想实验，物理模型和数学工具在科学研究中的重要作用，以及物理验证实验在物理学发展过程中的作用。（三
2、）情感态度与价值观：1、领略到自然界的奇妙与和谐，发展学生对科学的好奇心与求知欲。2、养成敢于发表自己观点，既坚持原则又尊重他人的良好习惯。培养有根据的怀疑精神和批判意识，敢于坚持真理，勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神以及判断大众传媒等有关信息是否科学的意识。3、了解科学理论的相对性，知道科学理论发展过程的继承与扬弃。4、体会科学，技术与社会之间的互动关系。二、教学重点1、了解现代物理学的基础知识。2、通过物理学史的教育帮助学生建立辩证唯物主义的时空观，同时让学生体会到：科学的发展永无止境；在科学研究中要敢于质疑，不迷信权威，选择科学的研究方法巧妙地解决问题。三、教学难点1、高速世界远离
3、我们所生活的低速世界，不但难以用生活经验来诠释，而且与生活经验相背离，导致学生难以接受。2、经典物理学的概念根深蒂固，导致学生对新理论难以理解。3、高速实验难以演示，缺乏直观的实验和形象生动的实例使学生难以想象。四、教学方法 科学质疑法、思考讨论法五、案例设计 一、引入新课剪辑一小段有关“时间旅行”或“星际旅行”的科幻影视片断做成课件播放，调动学生兴趣，然后教师提出一个以经典力学为基础的推导，通过速度合成达到超光速以进行时间或星际旅行的理论（此时教师最好是故作神秘，似乎通过“严谨”的推导，作出重大的理论发现似的。以期搞晕学生，逼出认知冲突。）二、新课教学1、高速世界的两个基本原理物理学大厦上空
4、的两朵乌云、“迈克尔逊莫雷实验”40年如一日反复得出的结果光速不变、以太阴魂、牛顿力学的两个先验条件（绝对时空观）。爱因斯坦通盘考虑了有关光的传播速度的实验结果和牛顿力学、麦克斯韦电磁场理论的根基，他得出结论，唯一的出路是革命，从根本上改造经典物理学，抛弃以太，抛弃绝对时间和绝对空间，在新的时间、空间概念的基础上，建立全新的物理学体系相对论。爱因斯坦的两个基本假设（狭义相对论）、由相对论引发的两个著名佯谬“尺缩钟慢”2、时间延缓效应（1）、推导（2）、关系：3、长度收缩效应（1）、推导（2）、关系： 4、质速关系（1）、推导（2）、关系：5、质能关系（1）、推导（2）、关系： 6、时空弯曲（1）、讲解爱因斯坦升降机理想实验并得出加速运动和引力作用都导致了轨迹弯曲的结果。由此总结出“等效原理”； 预言光线弯曲并得到证实；将光线弯曲等效于时空弯曲来解释引力场的效应、提出广义相对论引力场方程。（2）模拟演示“时空弯曲的引力效应”说明：对相对论有兴趣的同学可课外阅读时间简史时间简史续编时空本性相对论演义奇异的量子世界等书7、布置作业
