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狭义相对论的其他结论教学设计

15.3【教学目标】知识与技能1运动速度的相对论变换2相对论质量3质能方程过程与方法让学生体会到自洽性检验是科学理论研究的一个基本方法情感态度和价值观体会物理学中蕴含的简单与和谐之美质能方程【教学重难点】重点三个公式难点运动速度的相对性变换【教学活动】

一、相对论的速度变换公式通过狭义相对论两个原理的学习，知道光对任何物体的运动速度都一样，物体运动的极限速度都不可能越过真空中的光速在宏观低速运动条件下，伽利略的速度叠加原理简单有效但对高速运动的物体及微观高速粒子，速度的叠加原理与传统经典观念矛盾，必须要考虑相对论效应车对地的速度为v,人对车的速度为u地面上的人看到车上人相对地面的速度为uvl v_vlv如果车上人运动方向与火车运动方向相同，if取正值如果车上人运动方向与火车运动方向相反，it取负值学生通过计算和推导知道相对论的自洽性注意相对论速度变换公式，是根据相对论理论中的洛伦兹变换推出的结论,只适用于同一直线运动物体速度的叠加对于更复杂的速度的叠加，此公式不适用

二、相对论质量物体的运动速度不能无限增加，那么物体的质量是否随着速度而变化？严格的论证表明，物体高速（与光速相比）运动时的质量与它静止时的质量之间有下面的关系加运动质量m0静止质量微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量.在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响.介绍1988年，中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功

三、质能方程引入物体的能量和质量之间存在密切的联系让学生知道根据狭义相对论原理及洛伦兹变换，经过高等数学推导，可得到相对论动力学的一个著名结论质能方程e=m c2质能方程表达了物体的质量和它所具有的能量之间的关系.ek=e-eek是物体的动能，e是物体运动时的能量eo是物体静止时的能量ek这就是我们过去熟悉的动能表达式，这也能让我们看出，牛顿力学是相对论力学在低速情况下的特例.介绍质能关系式从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性，让学生体会相对论对核物理的贡献作用课堂练习课本p116思考与讨论

四、小结

五、反馈练习。