《时间和空间的相对性》教案1
15.2 时间和空间的相对性 课件(人教版选修3-4)
一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的 长度小
时间间隔的相对性
由光速不变原理便得 到不同的时间间隔 高速运行的列车上，由车厢底部发出的闪光，对 于车上的人来说，闪光是在竖直方向反射的，而车 厢外的人认为被接收的反射光是沿斜线传播的．
时间间隔的相对性
ct
2 h
vt
2
对于车厢内的人： t 2h c
L=C·t2+v·t2 ③
v·t2
假设：地面观察者看到M发出的光束经N反射后M接受
的时间为t，则有： t=t1+t2
④
联立①②③④可得： l l0
1
v
2
c
结论：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总
比杆静止时的长度小;在垂直运动方向上，杆的长
度没有变化
即：动尺缩短，这是“同时”的相对性带来的一个普遍的 时空属性，他与物体的具体组成和结构无关，当物体运动 速度越接近光速，这种收缩效上的观察
M
N者认为尺子是静止的：
2L0=c·t0
①
L
M
地面观察者看到光束到N时，所用时间
t1 ，在t1内，尺子向前运动了V·t1 ，L为
N 地面观察者看到尺子长度:
M
V·t1+L=c·t1
②
N
光束经N反射后到达M所用时间t2，在
v·t1
t2时间内尺子的M端向前运动了Vt2
t0 1 v 2
c
三、时间间隔的相对性
（1）经典物理学认为，某两个事件，在不同的惯性参考 系中观察，他们的时间间隔总是相同的
（2）运动的人认为两个事件的时间间隔为，地面观察 者测得的时间间隔为△t，则两者关系为：
人教版高中物理教案-时间和空间的相对性
【教學目標】（一）知識與技能1．理解“同時”的相對性。
2．通過推理，知道時間間隔的相對性和長度的相對性。
3．通過對兩個結論的分析認識時間和空間是不能脫離物質而單獨存在的。
（二）過程與方法1．通過時間間隔相對性和長度相對性的推導，培養邏輯推理能力。
2．通過建立相對論時空觀，提高學生認識物質世界的能力。
（三）情感、態度與價值觀培養學生對邏輯推理形成的結論要有一個科學的接受態度。
【教學重點】同時的相對性，長度的相對性，時間間隔的相對性。
【教學難點】相對論的時空觀。
【教學方法】在教師的引導下，通過對具體實例的分析，建立模型、形成結論、形成理論，並在應用中加以鞏固。
【教學用具】投影儀及投影片。
【教學過程】（一）引入新課師：上一節課我們學習了狹義相對論的兩個假設。
請同學們回憶一下這兩個假設的內容。
生：在不同慣性參照系中，一切物理規律都是相同的；真空中的光速在不同慣性系中都是相同的。
師：根據這兩個假設，我們可以得出那些推論呢？這節課我們繼續來學習狹義相對論的有關知識。
（二）進行新課1．“同時”的相對性師：首先我們來認識一下“事件”的概念，在這裡我們說的事件可以指一個嬰兒的誕生，一個光子與觀測儀器的撞擊或閃電打擊地面等等.請大家再舉幾個例子。
生：光從光源發出，宇宙中某個星體的爆發，一個車輛的啟動等都是“事件”。
師：下面我們通過一個實例分析，來看看經典物理和相對論對同時的理解有何不同。
［投影問題］車廂長為L ，正以速度v 勻速向右運動，車廂底面光滑，現有兩隻完全相同的小球，從車廂中點以相同的速率v 0分別向前後勻速運動，（相對於車廂），問（1）在車廂內的觀察者看來，小球是否同時到達兩壁？（2）在地上的觀察者看來兩球是否同時到達兩壁？分析：在車上的觀察者看來，A 球經時間t A =02v L =02v L B 球經時間t B =02v L =02v L 因此兩球同時到達前後壁。
在經典物理學家看來，同時發生的兩件事在任何參照系中觀察，結果都是同時的，兩球也應同時到達前後壁.這是我們在日常生活中得到的結論。
第二节时间和空间的相对性
2L0=c·t0
①
L
M M N N
地面观察者看到光束到N时 地面观察者看到光束到 时，所用时间 t1 ，在t1内，尺子向前运动了V·t1 ，L为 尺子向前运动了 地面观察者看到尺子长度: V·t1+L=c·t1 ② 光束经N反射后到达 所用时间 光束经 反射后到达M所用时间t2，在 反射后到达 t2时间内尺子的 端向前运动了Vt2 时间内尺子的M端向前运动了
0.5c l' =l0 1− c
2
代入数据可得： 代入数据可得：
l ' =26m
二、长度的相对性
（1）经典物理学认为，一条杆的长度不会因为观察者 经典物理学认为， 是否与杆做相对运动而不同。 是否与杆做相对运动而不同。 （2）如果与杆相对静止的人认为杆长是 l 0 ，与杆相对运 则两者关系为： 动的人认为杆长是 l ，则两者关系为：
任意一个具有确定的发生时间和确定的发生 地点的物理现象。我们称之为一个事件。 地点的物理现象。我们称之为一个事件。
思考1 思考1： 从车厢中央的光源发出的闪光是否同时到达车厢 两壁？ A、B两壁？
A B
两个事件——光到达A 两个事件——光到达A ——光到达 光到达B 光到达B 甲和乙看到车厢中间灯光到达A 两壁的先后是不一样的 不一样的． 甲和乙看到车厢中间灯光到达A、B两壁的先后是不一样的． 的观察者认为光同时到达车厢的 同时到达车厢的A 甲的观察者认为光同时到达车厢的A、B两壁 的观察者认为光先到车厢 先到车厢A 后到B 乙的观察者认为光先到车厢A壁，后到B壁
课堂小结
一、“同时”是相对的 同时” 二、长度的相对性 2 v l = l0 1 − c
∆t = ∆τ v 1− c
(人教)高中物理选修34课件：15.12相对论的诞生 时间和空间的相对性
都是_一__样__的___．
(2)两个基本假设
狭义相对性 在不同的_惯__性___参考系中，一切
原理
物理规律都是_相__同___的
光速不变原 真空中的光速在不同的惯性参考
理
系中都是_相__同___的
二、时间和空间的相对性 1．“同时”的相对性 在经典物理学上，如果两个事件在一个参考系中认为是同 时的，在另一个参考系中一定也是同时的；而根据爱因斯坦的 两个假设，同时是_相__对___的． 2．长度的相对性 (1)经典物理学认为，一条杆的长度不会因为观察者是否与 杆做__相__对__运__动___而不同．
(2)如果与杆相对静止人认为杆长是 L0，与杆相对运动的 人认为杆长是 L，则两者之间的关系为 L＝L0 1－vc2.
(3)一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的 长度小．
3．时间间隔的相对性 (1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察， 它们的时间间隔总是_相__同___的． (2)相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中 观察，它们的时间间隔是_不__同___的． 设 Δτ 表示相对事件发生地静止的惯性系中观测的时间间 隔，Δt 表示相对事件发生地以 v 高速运动的参考系中观察同样
A．飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为 1.5c B．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为 0.5c C．在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是 c D．在地面上任何地方的观察者看到的光速都是 c
解析： 答案： CD
样理解“动尺变短”和“动钟变慢” 1．怎样理解“动尺变短”？ 狭义相对论中的长度公式：l＝l0 1－vc2中，l0 是相对于 杆静止的观察者测出的杆的长度，而 l 可以认为是杆沿自己的长 度方向以速度 v 运动时，静止的观察者测量的长度．还可以认 为是杆不动，而观察者沿杆的长度方向以速度 v 运动时测出的 杆的长度．
【教学设计】《时间和空间的相对性》(人教)
《时间和空间的相对性》教科书中第一部分用一个车厢中灯光照火车壁的例子生动的介绍了“同时”的相对性。
学生应理解，车上车下两个人的推理根据为狭义相对论的两个假设，理解两人的思考角度。
教师应注意介绍例子的同时要带领学生回顾一下狭义相对论的基本假设，防止学生听不懂或者理解不到位。
对于长度相对性的内容也是一样的过程。
教科书中的主要内容包括同时的相对性、时间间隔的相对性、长度的相对性等。
讲述此部分内容教师应注意：一些结论是从基本原理出发且经过逻辑推理并经过实验验证得出的，对于相对论的一些结论学生应弄清其含义。
本节内容属于理解性内容，主要的原理及本节涉及的一些结论及实验验证需理清。
学生应按照这个思路来学习。
【知识与能力目标】1.了解同时的相对性；2.知道运动长度的收缩；3.了解时间间隔的相对性及时空相对性的验证；4.了解相对论时空观与经典物理时空观的主要区别。
【过程与方法目标】理解从“同时相对性”出发得出“运动长度和时间间隔的相对性”的过程。
【情感态度价值观目标】体会相对论崭新的时空观，体会相对论的建立对人类认识世界的影响。
【教学重点】从“同时”的相对性得出运动长度和时间间隔的相对性。
【教学难点】从“同时”的相对性得出运动长度和时间间隔的相对性。
多媒体课件等。
一、复习回顾：请同学们回忆一下狭义相对论的两个基本假设答：（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。
（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都相同。
二、新课教学：（一）“同时”的相对性1.经典的时空观经典的时空观：同时是绝对的，即如果两个事件在一个参考系中被认为是同时的，在另一个参考系中一定也被认为是同时的。
2.相对论的时空观相对论的时空观：同时是相对的，即在一个惯性系中“同时”发生的两个事件，在另一个惯性系中可能是不同时的。
书中例子：一列火车匀速行驶，车厢中央的光源发出了一个闪光，照到了车的前壁和后壁，车上车下两个观察者的想法不同。
高中物理第十五章相对论简介第1节第2节相对论的诞生时间和空间的相对性案新人教版选修
第1节 相对论的诞生 第2节 时间和空间的相对性1．知道经典的相对性原理，知道狭义相对论的实验基础和它的两个基本假设。
2．知道狭义相对论的几个主要结论，“同时”的相对性、长度的相对性、时间间隔的相对性。
3．了解时空相对性的验证，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。
一、相对论的诞生 1．经典的相对性原理(1)惯性系：□01牛顿运动定律成立的参考系。
相对于一个惯性系做□02匀速直线运动的另一个参考系，也是惯性系。
(2)伽利略相对性原理：力学规律在任何□03惯性系中都是相同的。
2．狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是□04相同的。
(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是□05相同的。
二、时间和空间的相对性 1．“同时”的相对性(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是□01同时的。
(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察不一定是同时的。
2．长度的相对性(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做□02相对运动而不同。
(2)相对论的时空观：“长度”也具有相对性，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度□03小。
设与杆相对静止的观察者认为杆的长度为l 0，与杆有相对运动的人认为杆的长度为l ，则两者之间的关系是：l ＝□04l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2。
3．时间间隔的相对性(1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔总是□05相同的。
(2)相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是□06不同的。
设Δτ表示相对事件发生地静止的惯性系中观测的时间间隔，Δt 表示相对事件发生地以v 高速运动的参考系中观察同样两事件的时间间隔，则它们的关系是：Δt ＝□07Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2。
《时间和空间的相对性》参考教案
§15-2 时间和空间的相对性◆教学目标一、知识与技能：（1）同时的相对性（2）运动长度的收缩（3）时间间隔的相对（4）了解时空相对性的验证（5）了解相对论时空观与经典物理时空观的主要区别二、过程与方法：（1）理解同时相对性的推演过程（2）理解从“同时相对性”出发得出“运动长度和时间间隔的相对性”的过程三、情感态度和价值观：（1）体会相对论崭新的时空观，体会相对论的建立对人类认识世界的影响。
（2）辩证地看待经典物理理论◆教学重点、难点从“同时”的相对性得出运动长度和时间间隔的相对性◆教学方法阅读小结◆教学手段多媒体课件◆教学活动一、“同时”的相对性知道“同时”的相对性是相对论两个假设的直接推论。
讲解过程中要强调理解的出发点必须是两个假设，否则无法理解。
两种情景中点发光情况1：对于运动的火车上同时发生的两个事件，对于地面就不是同时的车上的观察者认为光同时到达车厢的前后两壁站台上的观察者认为光先到车厢后壁后到前壁讲解关键：在各个参考系中光速都为c情况2：地面上同时发生的两个事件，对于运动的火车也不是同时的利用相对运动原理，可假设车静人动，人和地面相当于火车，结果与前面相似让学生自己分析课本上的“思考与讨论”二、长度的相对性21⎪⎭⎫⎝⎛-=cvll1、要让学生知道长度的相对性(动尺缩短)，是“同时”的相对性带来的一个普遍的时空属性，它与物体的具体组成和结构无关，当物体运动速度越接近光速，这种收缩效应就变得越显著。
2、要讲清利用严格数学推导可以得到洛伦兹变换的相对论长度收缩公式。
3、要让学生理解长度收缩公式的物理意义，必须注意参考系的选择及参考系的运动状态。
三、时间间隔的相对性教学时要分析清楚“动钟变慢”与同时的相对性的联系，使学生知道运动的钟变慢是同时的相对性带来的时空属性。
①时间间隔的相对性可以通过长度的相对性的一些简单例子加以说明。
②要讲清“动钟变慢”(或时间膨胀)是两个不同惯性系进行时间比较的一种效应，不要误认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化。
【高中物理】物理人教版选修3-4学案：第十五章第2节 时间和空间的相对性
2.时间和空间的相对性1．知道同时的相对性、长度的相对性、时间间隔的相对性。
2．了解时空相对性的实验验证。
3．知道狭义相对论的时空观：空间和时间与物质的运动状态有关。
根据相对论的时空观，运动起来时间就会变慢，那么下面这件事情又怎样判断呢？地面上的人认为A、B两个事件同时发生。
对于坐在火箭中沿两个事件发生地点的连线飞行的人来说，哪个事件先发生？提示：B事件先发生。
可以设想，在事件A发生时A处发出一个闪光，事件B发生时B 处发出一个闪光。
两闪光相遇作为一个事件，发生在AB的中点，这在不同参考系中看都是一样的。
相遇在中点这个现象在地面上很容易解释：两个闪光同时发出，两个闪光传播的速度一样，当然在中点相遇。
但火箭上的人有如下推理：A、B扑面而来，在光向A、B传播的过程中，A、B两点向左移动了一段距离，所以光到A比到B多走一段距离，到B用时短些，所以火箭中的人认为B事件先发生。
1．“同时”的相对性(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系中观察也是______的。
(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系中观察________的。
2．“长度”的相对性(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做________而不同。
(2)相对论的时空观：“长度”也具有相对性，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度要____。
在垂直于运动方向上，杆的长度________。
(3)相对论中杆的长度公式：________________，其中l0是与杆静止的人认为的长度，l 是与杆相对运动速度为v的人认为的杆的长度。
3．时间间隔的相对性(1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是______的。
(2)相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是______的，惯性系的速度越大，惯性系中的物理过程进行得越____。
相对论的诞生、时间和空间的相对性 课件
c
速度为 v,则 l、l0、v 的关系是:l=l0 1-( )2 。
3.时间间隔的相对性
(1)经典的时空观:某两个事件,在不同的惯性系中观察,它们的时间
间隔总是相同的。
(2)相对论的时空观:某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们
的时间间隔是不同的。
设 Δτ 表示相对事件发生在静止的惯性系中观测的时间间隔,Δt 表
个事件发生地点连线飞行的人来说,哪个事件先发生?
答案:B 事件先发生
解析:可以设想,在事件 A 发生时 A 处发出一个闪光,事件 B 发生
时 B 处发出一个闪光。“两闪光相遇”作为一个事件,发生在线段 AB 的
中点,这在不同的参考系中看都是一样的。“相遇在中点”这个现象在以
地面为参考系中很容易解释:两个闪光传播的速度又一样,当然在线段
的。
(2)两个基本假设
狭义相对
性原理
光速不
变原理
在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
预习交流 1
伽利略相对性原理在电磁学领域遇到了什么困难?
答案:按照伽利略原理,光在不同的参考系中速度不同,其速度可以
等于 c,也可以大于或小于 c,关键看初始条件怎样,但根据麦克斯韦的电
解析:火箭上的人相对火箭永远是静止的,无论火箭速度是多少,火
箭上的人测得的火箭长与静止时测得的长均是 l'=30 m,而火箭下的观
v
c
察者看火箭时有相对速度 v,则他的测量要缩短,即 l<l',所以 l=l' 1-( )2 。
当 v=3×103m/s 时,l=30× 1-10-10 m。
c
部编版小学二年级下册数学《时间和空间》教学设计公开课教案
部编版小学二年级下册数学《时间和空间》教学设计公开课教案一、教学目标知识与技能1. 学生能够理解时间的基本概念，如：时、分、秒。
2. 学生能够通过实际操作，掌握时间的换算方法。
3. 学生能够运用时间知识解决实际问题。
过程与方法1. 通过观察、操作、交流等活动，培养学生的逻辑思维能力和创新能力。
2. 学会用时间知识解释生活中的现象，培养学生的应用能力。
情感态度价值观1. 培养学生对数学的兴趣和好奇心。
2. 培养学生珍惜时间、合理安排时间的意识。
二、教学内容1. 教学知识点- 时间的基本单位：时、分、秒。
- 时间的关系：如：1小时=60分钟，1分钟=60秒。
- 时间的计算：如何计算经过的时间。
2. 教学重点与难点- 重点：时间的基本概念和换算方法。
- 难点：时间的计算和解决实际问题。
三、教学过程1. 导入新课- 通过一个生活中的实例，如：小明上午8点钟出发，步行15分钟到达学校，引入时间概念。
2. 探究新知- 教师展示钟表，引导学生认识时、分、秒。
- 学生通过实际操作，理解1小时=60分钟，1分钟=60秒。
- 学生分组讨论，如何计算经过的时间。
3. 巩固练习- 教师设计一些练习题，如：计算经过的时间，解决实际问题。
- 学生独立完成练习题，教师进行讲解和辅导。
4. 应用拓展- 学生分组讨论，如何运用时间知识解释生活中的现象。
- 每组选一个代表进行分享，大家共同讨论。
5. 总结反思- 教师引导学生回顾本节课所学内容，总结时间的基本概念和计算方法。
- 学生分享自己的学习收获和感受。
四、教学评价- 通过课堂表现、练习题和分享，评价学生对时间知识的理解和应用能力。
五、教学资源- 钟表模型- 练习题- 分享卡片六、教学建议- 注重学生的实际操作，培养学生的动手能力。
- 鼓励学生提问和发表自己的观点，培养学生的表达能力。
- 教师要关注学生的学习进度，及时进行讲解和辅导。
以上是部编版小学二年级下册数学《时间和空间》教学设计公开课教案的详细内容，希望能对您的教学有所帮助。
人教版选修3《时间和空间的相对性》说课稿
人教版选修3《时间和空间的相对性》说课稿一、教材分析1. 教材背景《时间和空间的相对性》是人教版选修3中的一篇重要课文，是高中物理选修课中的一部分。
该篇课文主要介绍了相对论的基本概念和原理，帮助学生理解时间和空间的相对性。
2. 教材内容本篇课文主要分为以下几个部分：（1）相对论的基本概念本部分主要介绍了相对论的背景和起源，引导学生了解相对论对传统物理学的颠覆性影响。
（2）狭义相对论本部分重点介绍了狭义相对论的核心原理，包括光速不变原理、时间相对性、尺度相对性等内容。
（3）广义相对论本部分简要介绍广义相对论的基本原理，主要包括引力的曲率和时空弯曲等概念。
3. 教材特点（1）理论性强本篇课文属于物理学的范畴，涉及一些抽象的概念和理论，需要学生具备一定的物理基础。
（2）启发性强本篇课文主要是引导学生思考和探索，通过提供一些经典实验和例子，激发学生的兴趣和思维。
二、教学目标1.知识目标通过学习本节课，学生应该能够：•了解相对论的基本概念和原理；•掌握时间和空间相对性的基本概念；•理解狭义相对论和广义相对论的区别和联系。
2.能力目标通过本节课的学习，学生应该能够：•发展逻辑思维和科学实验设计能力；•能够批判性地思考和评估相对论的影响和局限性；•能够使用科学语言和符号表达相对论的基本原理。
3.情感目标通过本节课的学习，学生应该能够：•培养学生对科学探索的兴趣和热情；•培养学生对科学原理的敬畏和探索精神；•培养学生的合作意识和团队合作能力。
三、教学重难点1.教学重点•理解相对论的基本原理和概念；•掌握时间和空间相对性的基本原理；•理解狭义相对论和广义相对论的区别和联系。
2.教学难点•帮助学生理解相对论的抽象概念，如时间相对性、尺度相对性等；•引导学生应用相对论原理分析和解决问题。
四、教学过程1.引入新课（1）通过提问和示例的方式，引导学生思考和讨论：时间和空间是如何相互影响的？（2）导入相对论的基本概念和背景，引导学生对新知识的兴趣。
人教版高中物理教案-时间和空间的相对性
2.時間和空間的相對性1．知道同時的相對性、長度的相對性、時間間隔的相對性。
2．瞭解時空相對性的實驗驗證。
3．知道狹義相對論的時空觀：空間和時間與物質的運動狀態有關。
根據相對論的時空觀，運動起來時間就會變慢，那麼下面這件事情又怎樣判斷呢？地面上的人認為A、B兩個事件同時發生。
對於坐在火箭中沿兩個事件發生地點的連線飛行的人來說，哪個事件先發生？提示：B事件先發生。
可以設想，在事件A發生時A處發出一個閃光，事件B發生時B 處發出一個閃光。
兩閃光相遇作為一個事件，發生在AB的中點，這在不同參考系中看都是一樣的。
相遇在中點這個現象在地面上很容易解釋：兩個閃光同時發出，兩個閃光傳播的速度一樣，當然在中點相遇。
但火箭上的人有如下推理：A、B撲面而來，在光向A、B傳播的過程中，A、B兩點向左移動了一段距離，所以光到A比到B多走一段距離，到B用時短些，所以火箭中的人認為B事件先發生。
1．“同時”的相對性(1)經典的時空觀：在同一個慣性系中不同地點同時發生的兩個事件，在另一慣性系中觀察也是______的。
(2)相對論的時空觀：“同時”具有相對性，即在同一個慣性系中不同地點同時發生的兩個事件，在另一慣性系中觀察________的。
2．“長度”的相對性(1)經典的時空觀：一條杆的長度不會因為觀察者是否與杆做________而不同。
(2)相對論的時空觀：“長度”也具有相對性，一條沿自身長度方向運動的杆，其長度總比杆靜止時的長度要____。
在垂直於運動方向上，杆的長度________。
(3)相對論中杆的長度公式：________________，其中l0是與杆靜止的人認為的長度，l 是與杆相對運動速度為v的人認為的杆的長度。
3．時間間隔的相對性(1)經典的時空觀：某兩個事件，在不同的慣性系中觀察，它們的時間間隔總是______的。
(2)相對論的時空觀：某兩個事件，在不同的慣性參考系中觀察，它們的時間間隔是______的，慣性系的速度越大，慣性系中的物理過程進行得越____。
2时间和空间的相对性-人教版选修3-4教案
时间和空间的相对性-人教版选修3-4教案一、知识目标1.了解相对论及其相关概念，如光速不变原理、原理相对性等；2.理解时间和空间的相对性；3.掌握相对论公式计算；4.能够运用相对论知识解决实际问题。
二、教学重难点1.相对论概念及模型的建立；2.相对论公式的理解和运用。
三、教学内容及进度安排时间内容1-2节导入3-4节相对论概念5-6节相对论公式7-8节实际问题3.1 导入1.引入相对论的研究背景和目的。
2.分析牛顿力学的局限性和误差。
3.提问：当我们以不同的速度移动时，时间和空间会发生什么变化？3.2 相对论概念3.2.1 光速不变原理1.解释光速不变原理的概念及其意义；2.通过实验数据说明光速不变原理的成立。
3.2.2 原理相对性1.介绍原理相对性的概念及其意义；2.分析原理相对性对时间和空间的影响。
3.2.3 相对论模型的建立1.利用相对论的概念建立相对论模型；2.通过模型分析不同速度下时间和空间的变化。
3.3 相对论公式3.3.1 相对论公式的意义1.介绍相对论公式的概念及其意义；2.解释相对论公式对时间和空间的影响。
3.3.2 相对论公式的理解1.讲解相对论公式的推导过程；2.提供简单例子，解释相对论公式的使用方法。
3.4 实际问题1.提供多种实际问题，例如时间差、长度收缩等；2.引导学生运用相对论公式解决问题；3.鼓励学生发问、探究相对论的局限性和未解之谜。
四、教学方法及措施1.案例分析法：引导学生通过案例来理解相对论概念、深化知识面、训练解决问题的能力；2.合作探究法：引导学生自主探究相对论公式的推导过程，激发学生兴趣，提高参与度；3.多媒体教学法：通过课件、视频、PPT等多媒体方式来展示相对论的模型和公式，提高学生的视觉体验和学习效率。
五、教学评估1.通过课堂测验、作业和考试来评估学生相对论知识的掌握程度；2.通过小组讨论、合作探究等活动来评估学生的解决问题能力和学习态度；3.通过学生反馈和教师观察来评估教学效果和改进教学策略。
新课标人教版34选修三《时间和空间的相对性》WORD教案1
新课标人教版34选修三《时间和空间的相对性》WORD教案1学习目标：（1）明白狭义相对论关于时空相对性的要紧结论；（2）了解经典时空观与相对论时空观的要紧区别，体会相对论时空观的建立对人类认识世界的阻碍。
（3）通过实例，了解时刻和空间的相对性，体会相对论时空观与低速世界的差异。
学习过程：、【温故知新】上一节课我们学习了狭义相对论的两个假设。
请同学们回忆一下这两个假设的内容：一、“同时”的相对性1.在物理学中，什么叫“事件”？在数学上，一个事件能够如何表示？2.实例分析：车厢长为L，正以速度v匀速向右运动，车厢底面光滑，现有两只完全相同的小球，从车厢中点以相同的速率v0分别向前后匀速运动，（相关于车厢），问（1）在车厢内的观看者看来，小球是否同时到达两壁？（2）在地上的观看者看来两球是否同时到达两壁？分析：在车内的观看者看来，A球经时刻t A= ；B球经时刻t B= ；因此两球同时到达前后壁。
在经典物理学家看来，同时发生的两件事在任何参照系中观看，结果差不多上同时的，两球也应同时到达前后壁.这是我们在日常生活中得到的结论。
假如把上述事件换成两列光的传播，情形如何呢？结论：车厢上的人和地面上的人看到车厢中间灯光到达前后车厢的先后是不一样的．车内的观看者认为光到达车厢的前后两壁；站台上的观看者认为光先到车厢壁后到壁；摸索与讨论：见教材P99，运动的火车L里，观看者认为，沿着运动方向位置靠前一些的事件A先发生，依旧靠后一些的事件B先发生？规律小结：1、关于运动的火车内同时发生的两个事件，关于地面就不是同时的；（关键：在各个参考系中光速都为c）2、地面上同时发生的两个事件，关于运动的火车也不是同时的；3、观看者站在发生事件的两地之间，迎面而来的事件发生；背离而驰的事件发生。
针对训练1、地面上的人认为A、B两个事件同时发生。
关于坐在火箭中沿两个事件发生地点连线飞行的人来说（图15.2-5），哪个事件先发生？二、长度的相对性下面我们来讨论在不同参考系中测量一个杆的长度结果会如何。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《时间和空间的相对性》教案
◆教学目标
一、知识与技能：
（1）同时的相对性
（2）运动长度的收缩
（3）时间间隔的相对
（4）了解时空相对性的验证
（5）了解相对论时空观与经典物理时空观的主要区别
二、过程与方法：
（1）理解同时相对性的推演过程
（2）理解从“同时相对性”出发得出“运动长度和时间间隔的相对性”的过程
三、情感态度和价值观：
（1）体会相对论崭新的时空观，体会相对论的建立对人类认识世界的影响。
（2）辩证地看待经典物理理论
◆教学重点、难点
从“同时”的相对性得出运动长度和时间间隔的相对性
◆教学方法
阅读小结
◆教学手段
多媒体课件
◆教学活动
一、“同时”的相对性
知道“同时”的相对性是相对论两个假设的直接推论。
讲解过程中要强调理解的出发点必须是两个假设，否则无法理解。
两种情景
中点发光
情况1：对于运动的火车上同时发生的两个事件，对于地面就不是同时的 车上的观察者认为光同时到达车厢的前后两壁 站台上的观察者认为光先到车厢后壁后到前壁 讲解关键：在各个参考系中光速都为c
情况2：地面 上同时发生的两个事件，对于运动的火车也不是同时的 利用相对运动原理，可假设车静人动 ，人和地面相当于火车，结果与前面相似
让学生自己分析课本上的“思考与讨论” 二、长度的相对性
2
1⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=c v l l
1、要让学生知道长度的相对性(动尺缩短)，是“同时”的相对性带来的一个普遍的时空属性，它与物体的具体组成和结构无关，当物体运动速度越接近光速，这种收缩效应就变得越显著。
2、要讲清利用严格数学推导可以得到洛伦兹变换的相对论长度收缩公式。
3、要让学生理解长度收缩公式的物理意义，必须注意参考系的选择及参考系的运动状态。
三、时间间隔的相对性
教学时要分析清楚“动钟变慢”与同时的相对性的联系，使学生知道运动的钟变慢是同时的相对性带来的时空属性。
①时间间隔的相对性可以通过长度的相对性的一些简单例子加以说明。
②要讲清“动钟变慢”(或时间膨胀)是两个不同惯性系进行时间比较的一种效应，不要误认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化。
③教学中特别指出，运动时钟变慢完全是相对的，由于两个惯性参考系是平权的，在它们上面的观测者都将发现对方的钟变慢了。
四、时空相对性的验证
根据相对论，时间在运动中会进行的比较缓慢，也就是说，在空间中高速移动的时钟，比固定于地面上的时钟走得慢．
早在1941年，科学家通过对宇宙线的观测证实了相对论的结论，美国科学家罗西和霍尔在不同高度统计了宇宙线中μ子的数量，结果与相对论预言完全一致．
1971年，科学家将铯原子钟放在喷气式飞机中作环球飞行，然后与地面的基准钟对照．实验结果与理论预言符合的很好．这是相对论的第一次宏观验证．
2
01⎪⎭
⎫
⎝⎛-∆=
∆c v t t
五、相对论的时空观
牛顿物理学的绝对时空观：物理学的空间与时间是绝对分离没有联系的，脱离物质而单独存在，与物质的运动无关。
而相对论认为：有物质才有时间和空间，空间和时间与物体的运动状态有关。
人类对于空间、时间更进一步的认识而形成的新的时空观，是建立在新的实验事实和相关结论与传统观念不一致的矛盾基础上，不断发展、不断完善起来的。
六、小结 见板书 七、作业
1、课本P 114 1、
2、
3、
4、5 2、完成《第二教材》相关练习
板书设计
§15－2 时间和空间的相对性 一、“同时”的相对性
1、对于运动的火车上同时发生的两个事件，对于地面就不是同时的
2、地面上同时发生的两个事件，对于运动的火车也不是同时的 二、长度的相对性
一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
三、时间间隔的相对性
四、时间和空间的相对性验证 五、相对论的时空观
2
1⎪⎭⎫
⎝⎛-=c v l l 2
1⎪⎭
⎫ ⎝⎛-∆=
∆c v t t。