2024-2025學年新教材高中物理 第七章 5 相對論時空觀與牛頓力學的局限性（2）說課稿 新人教版必修2

2024-2025學年新教材高中物理第七章5相對論時空觀與牛頓力學的局限性（2）說課稿新人教版必修2一、設計思路

本節(jié)課以新人教版必修2高中物理教材第七章5節(jié)“相對論時空觀與牛頓力學的局限性（2）”為教學內容，設計思路如下：首先，通過引入經典力學在日常生活中的應用實例，讓學生回顧牛頓力學的基本原理；然后，通過對比分析相對論時空觀與牛頓力學的差異，引導學生理解相對論時空觀的基本概念；接著，通過實例講解相對論時空觀在現實生活中的應用，幫助學生深化對相對論時空觀的理解；最后，結合教材中的練習題，鞏固所學知識，培養(yǎng)學生的物理思維能力和解決問題的能力。二、核心素養(yǎng)目標分析

本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標主要包括：培養(yǎng)科學思維，發(fā)展學生的物理觀念，提高科學探究能力，以及增強學生的科學態(tài)度與責任。通過學習相對論時空觀與牛頓力學的局限性，學生將能夠理解科學理論的發(fā)展是不斷深化和修正的過程，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力；通過分析相對論時空觀的實例，學生將形成對物理現象的直觀認識，提升物理觀念的應用能力；通過探究相對論時空觀的實際應用，學生將掌握科學探究的方法，提高實驗設計和問題解決能力；同時，通過了解相對論的發(fā)展歷程，學生將樹立正確的科學態(tài)度，培養(yǎng)對科學的熱愛和責任感。三、重點難點及解決辦法

重點：理解相對論時空觀的基本概念，掌握相對論時空觀與牛頓力學的區(qū)別和聯系。

難點：1.相對論時空觀中時間膨脹和長度收縮效應的理解；2.相對論時空觀在實際應用中的計算。

解決辦法：1.通過日常生活中的實例，如全球定位系統（GPS）的時間校正，引入相對論時空觀的概念，幫助學生形象地理解時間膨脹和長度收縮效應。2.結合教材中的圖表和公式，逐步解析相對論時空觀的數學表達式，并通過例題演示如何進行計算。3.設計課堂討論和小組活動，讓學生在合作中探討相對論時空觀的物理意義，促進學生對難點的理解和掌握。4.在課后布置針對性的練習題，鞏固學生對重點知識的掌握，并及時反饋，幫助學生解決遺留問題。四、教學資源準備

1.教材：確保每位學生配備新人教版必修2高中物理教材。

2.輔助材料：準備相對論時空觀的動畫視頻、時間膨脹和長度收縮的實例圖片，以及相關科學家介紹的文字材料。

3.實驗器材：若條件允許，準備用于模擬相對論效應的計算機軟件或物理實驗裝置。

4.教室布置：設置多媒體展示區(qū)，保證視頻和圖片的清晰展示；規(guī)劃學生討論區(qū)，便于小組合作學習。五、教學過程設計

1.導入新課（5分鐘）

利用上節(jié)課學習的牛頓力學知識，提出一個學生在日常生活中可能遇到的問題，例如：“為什么在地球表面上的物體重量會隨著地理位置的變化而變化？”通過這個問題引導學生思考牛頓力學的局限性，并自然過渡到本節(jié)課的主題——相對論時空觀與牛頓力學的局限性。

2.講授新知（20分鐘）

首先，介紹相對論時空觀的基本概念，包括時間膨脹和長度收縮效應，通過多媒體展示相關動畫和實例圖片，幫助學生形象理解這些概念。接著，講解相對論時空觀與牛頓力學的區(qū)別和聯系，通過板書和公式推導，讓學生掌握相對論時空觀的數學表達。最后，通過討論科學家們如何發(fā)現和驗證相對論時空觀，培養(yǎng)學生的科學思維。

3.鞏固練習（10分鐘）

給出幾個與相對論時空觀相關的練習題，讓學生在課堂上獨立完成，并及時給予反饋。這些練習題旨在幫助學生鞏固對相對論時空觀的理解，并學會如何應用相關公式解決實際問題。

4.課堂小結（5分鐘）

5.作業(yè)布置（5分鐘）

布置相關的課后作業(yè)，包括復習本節(jié)課的內容、完成課后練習題，以及查找并閱讀一篇關于相對論時空觀的科普文章。要求學生在下一次課前準備好對文章的理解和感悟，以便進行課堂分享。六、教學資源拓展

1.拓展資源

（1）拓展閱讀材料：《愛因斯坦的相對論——一個革命的物理學理論》、《相對論的故事》、《時間簡史》等書籍，可以幫助學生更深入地理解相對論時空觀的歷史背景和科學意義。

（2）科普文章：關于相對論在實際應用中的例子，如GPS系統的時間校正、高速運動的粒子的壽命變化等，可以讓學生了解相對論在科技發(fā)展中的作用。

（3）視頻資源：關于相對論時空觀的科普視頻，如“相對論動畫解析”、“時間膨脹實驗”等，可以幫助學生直觀地理解相對論的概念。

（4）在線課程：一些在線教育平臺提供的相對論相關課程，如Coursera、edX上的物理學課程，可以作為課后學習的補充。

2.拓展建議

（1）鼓勵學生在課后閱讀相關書籍和文章，以加深對相對論時空觀的理解，并能夠將理論與實際應用相結合。

（2）建議學生觀看科普視頻，特別是動畫演示，以幫助他們在腦海中形成相對論時空觀的直觀圖像。

（3）推薦學生參與在線課程學習，這些課程通常提供更系統的學習資源，有助于學生自學和深化理解。

（4）鼓勵學生參與科學討論和寫作活動，如撰寫關于相對論的科學論文或報告，以培養(yǎng)他們的科學探究能力和表達能力。

（5）建議學生關注科學新聞和科技發(fā)展動態(tài)，特別是那些涉及到相對論時空觀的應用案例，以保持對科學的興趣和敏感性。

（6）鼓勵學生進行科學實驗或模擬實驗，如使用計算機軟件模擬相對論時空觀效應，以增強他們的實踐操作能力和科學思維能力。七、板書設計

1.相對論時空觀的基本概念

①時間膨脹效應

②長度收縮效應

③相對性原理

2.相對論時空觀與牛頓力學的區(qū)別和聯系

①牛頓力學適用范圍

②相對論時空觀的適用范圍

③兩