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高中物理编辑
2019-2020学年新教材高中物理第5章科学进步无止境教案鲁科版必修第二册
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  • 资源类别教案
    资源子类同步教案
  • 教材版本鲁科版(现行教材)
    所属学科高中物理
  • 适用年级高一年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1196 K
    上传用户goldfisher
  • 更新时间2020/5/18 10:20:07
    下载统计今日0 总计3
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资源简介

 1节 初识相对论 第2节 相对论中的神奇时空 第3节 探索宇宙的奥秘

【学习素养·明目标】 物理观念:1.能初步了解相对论时空观的内涵,初步了解宇宙起源与演化的研究进展.2.能运用与相对论相关的初步知识解释高速世界的一些特点.3.尝试建立初步的相对论时空观.

科学思维:1.知道研究高速世界需要建构物理模型.2.知道科学推理与大胆想象的重要性.3.能用与狭义相对论相关的证据尝试说明高速世界的一些特点.

一、初识相对论

1.相对性原理

所有物理规律在一切惯性参照系中都具有相同的形式.

2.光速不变原理

在一切惯性参照系中,测量到的真空中的光速c都一样(c3×108 m/s)

二、相对论中的神奇时空观

1.时间延缓效应

(1)在相对论时空观中,运动的时钟比静止的时钟走得慢.

(2)关系式为ττ0为运动时间,τ为静止时间.

2.长度收缩效应

(1)在相对于物体运动着的惯性系中沿运动方向测出的物体长度,比在相对静止的惯性系中测出的长度变小

(2)关系式: ll0.

3.质能关系

(1)按照相对论及基本力学定律可推出质量和能量有如下关系:Emc2,这就是著名的爱因斯坦质能方程.

(2)质量和能量是物质不可分离的属性,当物质的质量减少或增加时,必然伴随着能量的减少或增加,其关系为ΔEΔmc2.

4.奇妙的时空弯曲

爱因斯坦的广义相对论认为:由于物质的存在,空间和时间会发生弯曲,天体之间的引力作用是时空弯曲的结果.

三、探索宇宙的奥秘

1.宇宙的起源

大爆炸宇宙模型认为:宇宙从一个温度无限高,物质密度无限大奇点爆炸而成.大爆炸宇宙模型不仅能解释宇宙光谱的红移现象,而且预言在大爆炸的背景下产生的微波辐射至今存在于宇宙空间中.

2.宇宙的演化

通过观测和理论分析,科学家推测宇宙的大部分都是由暗物质暗能量组成的.

3.永不停息的探索

宇宙茫茫无际,人类的探索也不会停止,为了摆脱大气层的影响,人们先后发射了许多人造卫星及宇宙飞行器,用于天文观测.2016年,我国落成启用的世界上最大单口径、最灵敏、具有我国自主知识产权的射电望远镜,是人类探索宇宙深处奥秘的神奇眼睛”——中国天眼

1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)经典物理学认为,时间和空间与物质及其运动无关,并且时间和空间是完全独立的 (√)

(2)在不同的惯性系中,在不同的方向上,光的传播速度大小是不同的.       (×)

(3)在高速世界中,运动的时钟会变慢,而在低速世界中这种效应可以忽略.   (√)

(4)大爆炸宇宙模型认为宇宙起源于一个奇点                         (√)

(5)科学家还没有证据证明黑洞的存在.                                   (×)

2(多选)关于狭义相对论的两个假设,下列说法正确的是(  )

A.在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的

B.在不同的惯性参考系中,力学规律都一样,电磁规律不一样

C.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的

D.真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的

AC [狭义相对论的基本假设有两个,分别是爱因斯坦相对性原理和光速不变原理.选项AC正确.]

3(多选)关于大爆炸宇宙模型的下列说法正确的是(  )

A.宇宙起源于一个特殊的点,这个点大爆炸,是空间的开始

B.宇宙大爆炸后空间膨胀一定会一直持续下去,永不停止

C.宇宙起源的奇点温度无限高,密度无限大

D.宇宙膨胀到某个极大值后可能会收缩

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