09 春学期高二物理学科（选修）教学案编者： 胡光磊 班级： 姓名： 课题：§15-3 狭义相对论的其他结论§15－4 广义相对论简介教学目标一、知识与技能：（1）运动速度的相对论变换（2）相对论质量（3）质能方程二、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。三、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）教学重点、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 u 如果车上人运动方向与火车运动方向相同，u’取正值如果车上人运动方向与火车运动方向相反，u’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： m 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 用心 爱心 专心第 3 周X1 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是物体的动能，E是物体运动时的能量 E0是物体静止时的能量在 v ＜ ＜ c 时 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．§15－4 广义相对论简介一、超越狭义相对论的思考 爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题：1、引力问题，万有引力定律不满足洛伦兹变换，无法纳人狭义相对论的理论框架；2、非惯性系问题，狭义相对...
