2013人教版选修(3-4)15.4《广义相对论简介》word教案

普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－4[人教版]

第十五章相对论简介

新课程学习

15.4 广义相对论简介

★新课标要求

（一）知识与技能

1．了解广义相对性原理和等效原理。

2．了解广义相对论的几个结论。

（二）过程与方法

通过本节的学习，初步认识狭义相对论和广义相对论的基本原理。

（三）情感、态度与价值观

通过本节内容的学习，激发探索宇宙奥秘的兴趣，形成初步的相对论时空观。★教学重点

广义相对性原理和等效原理。

★教学难点

理解广义相对论的几个结论。

★教学方法

在教师的引导下，共同分析、研究得出结论。

★教学用具：

投影仪及投影片。

★教学过程

（一）引入新课

师：1915年，继狭义相对论发表10年之后，爱因斯坦又发表了广义相对论。这节课我们来了解一下广义相对论的基本原理和几个结论。

（二）进行新课

1．超越狭义相对论的思考

师：请大家阅读117页有关内容，说一说狭义相对论中无法解释的几个问题是什么？

学生阅读、思考。

生：狭义相对论无法解释引力作用以什么速度传递；狭义相对论是惯性参考系之间的理论。为什么惯性参考系有这样特殊的地位？狭义相对论无法解释。

师：爱因斯坦认真思考了以上问题，又向前迈进了一大步，把相对性原理推广到包括非惯性系在内的任意参考系，提出了广义相对性原理。

2．广义相对性原理和等效原理

师：在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理。

师：在广义相对论中还有另一个基本原理这就是著名的等效原理。请大家阅读教材，看看什么是等效原理，它是如何提出来的

学生阅读、思考。

师：（投影下图，做简要讲解。）

一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是等效原理。

3．广义相对论的几个结论

师：从广义相对论的两个基本原理出发，可以直接得到一些“意想不到”的结论。请大家阅读教材，说明得到了哪些结论这些解论的实验验证是什么？

学生阅读，思考。

生1：第一个结论，物质的引力使光线弯曲。20世纪初，人们观测到了太阳引力场引起的光线弯曲。观测到了太阳后面的恒星。

生2：第二个结论，引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。例如在强引力的星球附近，时间进程会变慢。天文观测到了引力红移现象，验证了这一结论的成立。

师：总结学生的回答。投影下图做必要讲解。

鼓励学生勇于探索，用于发现新的规律，为推动人类文明做出自己的贡献。

（三）课堂总结、点评

本节我们了解了爱因斯坦在对狭义相对论无法解释的几个问题的思考的基础上，提出了广义相对性原理和等效原理，从而创立了广义相对论。我们还了解了广义相对论的两个

结论：一是物质的引力使光线弯曲，二是引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。

★课余作业

完成P120“问题与练习”的题目。课下阅读课本内容和“科学漫步”。

★教学体会

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。