5.4廣義相對論簡介教案

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1、第十五章相對論簡介15.4廣義相對論簡介教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1．了解廣義相對性原理和等效原理。2．了解廣義相對論的幾個(gè)結(jié)論。（二）過程與方法通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，初步認(rèn)識狹義相對論和廣義相對論的基本原理。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，激發(fā)探索宇宙奧秘的興趣，形成初步的相對論時(shí)空觀。教學(xué)重點(diǎn)廣義相對性原理和等效原理。教學(xué)難點(diǎn)理解廣義相對論的幾個(gè)結(jié)論。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)過程（一）引入新課師：1915年，繼狹義相對論發(fā)表10年之后，愛因斯坦又發(fā)表了廣義相對

2、論。這節(jié)課我們來了解一下廣義相對論的基本原理和幾個(gè)結(jié)論。（二）進(jìn)行新課1．超越狹義相對論的思考師：請大家閱讀117頁有關(guān)內(nèi)容，說一說狹義相對論中無法解釋的幾個(gè)問題是什么？學(xué)生閱讀、思考。生：狹義相對論無法解釋引力作用以什么速度傳遞；狹義相對論是慣性參考系之間的理論。為什么慣性參考系有這樣特殊的地位？狹義相對論無法解釋。師：愛因斯坦認(rèn)真思考了以上問題，又向前邁進(jìn)了一大步，把相對性原理推廣到包括非慣性系在內(nèi)的任意參考系，提出了廣義相對性原理。2．廣義相對性原理和等效原理師：在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的，這就是廣義相對性

3、原理。師：在廣義相對論中還有另一個(gè)基本原理這就是著名的等效原理。請大家閱讀教材，看看什么是等效原理，它是如何提出來的。學(xué)生閱讀、思考。師：（投影下圖，做簡要講解。）一個(gè)均勻的引力場與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)，這就是等效原理。3．廣義相對論的幾個(gè)結(jié)論師：從廣義相對論的兩個(gè)基本原理出發(fā)，可以直接得到一些“意想不到”的結(jié)論。請大家閱讀教材，說明得到了哪些結(jié)論這些解論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是什么？學(xué)生閱讀，思考。生1：第一個(gè)結(jié)論，物質(zhì)的引力使光線彎曲。20世紀(jì)初，人們觀測到了太陽引力場引起的光線彎曲。觀測到了太陽后面的恒星。生2：第二個(gè)

4、結(jié)論，引力場的存在使得空間不同位置的時(shí)間進(jìn)程出現(xiàn)差別。例如在強(qiáng)引力的星球附近，時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢。天文觀測到了引力紅移現(xiàn)象，驗(yàn)證了這一結(jié)論的成立。師：總結(jié)學(xué)生的回答。投影下圖做必要講解。鼓勵(lì)學(xué)生勇于探索，用于發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，為推動(dòng)人類文明做出自己的貢獻(xiàn)。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評本節(jié)我們了解了愛因斯坦在對狹義相對論無法解釋的幾個(gè)問題的思考的基礎(chǔ)上，提出了廣義相對性原理和等效原理，從而創(chuàng)立了廣義相對論。我們還了解了廣義相對論的兩個(gè)結(jié)論：一是物質(zhì)的引力使光線彎曲，二是引力場的存在使得空間不同位置的時(shí)間進(jìn)程出現(xiàn)差別。課后作業(yè)完成課本中的本

5、節(jié)課后“問題與練習(xí)”的題目。課下閱讀課本內(nèi)容和“科學(xué)漫步”。教學(xué)體會(huì)思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。