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    1. 實(shí)用文檔>相對(duì)論教案

      相對(duì)論教案

      時(shí)間:2024-08-03 14:05:27

      相對(duì)論教案

        作為一位優(yōu)秀的人民教師,常常要寫一份優(yōu)秀的教案,教案有助于學(xué)生理解并掌握系統(tǒng)的知識(shí)。優(yōu)秀的教案都具備一些什么特點(diǎn)呢?下面是小編為大家收集的相對(duì)論教案,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。

      相對(duì)論教案

        【教學(xué)目標(biāo)】

        (一)知識(shí)與技能

        1.知道相對(duì)論的速度變換公式。

        2.知道相對(duì)論質(zhì)量。

        3.知道愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程。

       。ǘ┻^(guò)程與方法

        培養(yǎng)應(yīng)用相對(duì)論時(shí)空觀分析研究問(wèn)題的能力。

        (三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀

        激發(fā)學(xué)生對(duì)相對(duì)論力學(xué)的探索熱情。

        【教學(xué)重點(diǎn)】三個(gè)結(jié)論的理解應(yīng)用。

        【教學(xué)難點(diǎn)】能辨清在哪些情況下要考慮相對(duì)論效應(yīng),哪些情況下不必考慮。

        【教學(xué)方法】在教師的引導(dǎo)下,共同分析、研究得出結(jié)論。

        【教學(xué)用具】投影儀及投影片。

        【教學(xué)過(guò)程】

       。ㄒ唬┮胄抡n

        師:在第一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中,遺留一個(gè)問(wèn)題,那就是經(jīng)典物理中速度疊加原理與光速不變之間的矛盾,顯然經(jīng)典的速度疊加原理在高速情況下是不適用的,下面我們來(lái)認(rèn)識(shí)相對(duì)論的速度疊加原理

       。ǘ┻M(jìn)行新課

        1.相對(duì)論的速度變換公式

       。弁队埃萑鐖D,高速火車對(duì)地速度為v,車上小球相對(duì)于車的速度為u′,則地上觀察者觀察到它的速度為u

        則有:u=

        注意這一公式僅適用于u′與v在一直線上的情況,當(dāng)u′與v相反時(shí),u′取負(fù)值.

        下面請(qǐng)大家計(jì)算下列三種情況下地面觀察者看到的球速度,并比較u與u′+v以及u與c的大小關(guān)系

       。弁队皢(wèn)題]

        (1)當(dāng)u′= v= c時(shí)

       。2)當(dāng)u′=c v=c時(shí)

       。3)當(dāng)u′=-c v= 時(shí)

        (學(xué)生基本能準(zhǔn)確快速地代入運(yùn)算出結(jié)果,教師引導(dǎo)學(xué)生分析比較)

        生1:第一問(wèn)中u= c,u′+v= c,可見(jiàn)u<(u′+v)并且u<c。由此可以看出,合速度比(u′+v)要小,這與經(jīng)典速度合成完全不同。

        生2:第二問(wèn)中u= cu′+v=2c,與上面同學(xué)分析是一致的.

        生3:第三問(wèn)中u=-c,表示合速度大小仍然為c,方向與v相反,從二、三兩個(gè)結(jié)果可以看出,u′=c時(shí),不論v如何取值,在什么參考系中觀察,光速都是c.

        師:三位同學(xué)分析得很好。對(duì)于低速物體u′與v與光速相比很小時(shí),根據(jù)公式u= 可知u′v<<c,這時(shí)u≈u′+v,這就是經(jīng)典物理學(xué)的速度合成法則。

        2.相對(duì)論質(zhì)量

        師:我們先來(lái)解一道力學(xué)題。

        [投影]質(zhì)量m=0.5 kg的小球,在F=100 N的合力作用下由靜止開(kāi)始加速,求經(jīng)2×106s,它的速度變?yōu)槎嗌伲?/p>

        生:據(jù)F=ma可求出a=200 m/s2,再據(jù)v2=at求得經(jīng)2×106 s時(shí),它的速度為4×108 m/s。

        師:大家覺(jué)得這個(gè)結(jié)果可能嗎?

        生:不可能,前面我們已經(jīng)看到,物體的速度不能超過(guò)光速3×108 m/s。

        師:?jiǎn)栴}出在哪里呢?

        生:可能是物體的質(zhì)量發(fā)生了變化,隨速度的增加而改變。

        師:這一猜想很有道理。事實(shí)上,嚴(yán)格的論證已經(jīng)證實(shí)了這一點(diǎn)。如果物體靜止時(shí)質(zhì)量為m0,以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)量為m,則有

        m=

        由公式可以看出隨v的增加,物體的質(zhì)量隨之增大。

        3.質(zhì)能方程

        師:根據(jù)前面的相對(duì)論質(zhì)量,愛(ài)因斯坦質(zhì)能聯(lián)系方程應(yīng)該變?yōu)镋=mc2= .

        物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為運(yùn)動(dòng)時(shí)能量和靜止時(shí)能量E0之差:

        Ek=E-E0

        物體低速運(yùn)動(dòng)時(shí), <<1

        E= ≈[1+ ( )2]m0c2(請(qǐng)同學(xué)們課后查閱有關(guān)數(shù)學(xué)公式)

        動(dòng)能Ek=E-E0≈ ( )2m0c2= m0v2

        這就是經(jīng)典力學(xué)中我們熟悉的動(dòng)能表達(dá)式。由此可以看到,牛頓力學(xué)是v<<c時(shí)的特例。

       。ㄈ┱n堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

        本節(jié)我們通過(guò)對(duì)相對(duì)論速度變換公式、相對(duì)論質(zhì)量公式和質(zhì)能方程的學(xué)習(xí),進(jìn)一步掌握了相對(duì)論原理在高速狀態(tài)下的應(yīng)用,激發(fā)了對(duì)相對(duì)論力學(xué)的探索熱情。

       。ㄋ模┱n余作業(yè)

        完成P116“問(wèn)題與練習(xí)”的題目。課下閱讀課本內(nèi)容。

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