高中物理第五章经典力学的成就与局限性2了解相对论教案1教科版必修2

1 第2节 了解相对论（选学）

本节教材分析

（1）三维目标

一、知识与技能：

了解狭义相对论和广义相对论。知道相对论以人类认识高速世界的影响。

二、过程与方法：

经历科学家建立相对论的思维探索过程，认识科学思维的意义，学习科学的思维方法，从中体验成功的乐趣。了解物理学的研究方法，认识理想实验，物理模型和数学工具在科学研究中的重要作用，以及物理验证实验在物理学发展过程中的作用。

三、情感、态度与价值观：

领略到自然界的奇妙与和谐，发展学生对科学的好奇心、求知欲与价值观，养成敢于发表自己观点，既坚持原则又尊重他人的良好习惯。培养有根据的怀疑精神和批判意识，敢于坚持真理，勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神以及判断大众传媒等有关信息是否科学的意识。了解科学理论的相对性，知道科学理论发展过程的继承与扬弃。体会科学，技术与社会之间的互动关系。

（2）教学重点

狭义相对论的基本内容，了解广义相对论

（3）教学难点

对于相对论的接受

（4）教学建议

关于相对论的教学，重点不在于内容本身，通过介绍这些内容，重在增进学生感受，开拓学生视野，为了形成科学世界观和价值观打下基础。本节的很多结论与日常经验不一致，学生难以理解和接受，这是由于人的感性认识以直接经验为基础，受到直接经验的局限，相对论和量子论研究的内容已经远离了我们的感知世界，理论体系高度抽象，全面阐述要用到较多的高等数学知识，所以，该章许多结论都是直接给出的，并没有严密的推导。因此，教学中，一方面要向学生介绍一些相关实验和事实依据，使学生认识到结论的正确性，并让学生知道一个现代的物理学说，总是以有限的是事实提出科学假设，然后依据这些假设进行路基推演，得出结论。只有在结论与事实相符时，这个学说才能成立，这也是现代物理学研究的重要特点。另一方面，尽可能地用图像形象的表达这些深刻思想，尽管这些图像可能与相对论和量子论的本质有较大区别，但更能符合学生的认知水平，有助于学生理解。

新课导入设计

导入一

教学进程 教师活动 学生活动 设计意图 媒体

创设情景

第一部分：引课

向学生展示机器猫的时空隧道图片 由感官性很强的卡通图片及使人震惊的报道消息引起学生的兴趣，为相对论的引入做铺垫。 物理从实际引入

2

引入课题

提出问题

5

分

古时，又一句话说：“天上方一日，世上已千年。”

我国古代对于时间的淳朴认识

[教师提问]: 关于这种时间不同步你还可以举出哪些例子?

聆听

[教师提问]:你知道它的理论依据嘛?

引出相对论

学生发言

观察物理现象探究物理本质

启发学生思维

导入二

师：或许大多数人对时空的认识就像19世纪作家查里斯·兰姆写的：“世间万物没有任何东西像时间和空间那么使我困惑．然而没有任何东西比时间和空间更少使我烦恼，因为我从不想起它们．”的确，我们中的大多数人几乎从来不去细想我们每天的时空观念，可是，若要问一问“时空是何物?时间和空间是否存在于我们的知觉之外?时间和宇宙有开端吗?它们会结束吗?”

什么是时间与空间?人们一提到时间，常常想到的是秒、时、天、年；一提到空间，便想到尺、米、千米．实际上这些都是时间和空间的计量单位．说出这些单位的名称，不等于理解了什么是时间和空间．其实，所谓时空观，就是有关时间和空间的物理性质的认识。时空观同自然科学的发展是密切相关的，科学上的重大变革往往伴随着新时空观的产生。甚至，一定意义下可以反过来说时空观的变革才是科学上大变革的基本标志。从古到今人们做出许多努力，希望解开时空之谜．古人尝试由宗教和神话去了解空间、时间与宇宙；如今我们利用科学来了解这些概念。 3 高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态。现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为f，则该过程中

A．f变小，F变大 B．f变小，F变小

C．f变大，F变小 D．f变大，F变大

2．下列说法正确的是_________

A．做简谐运动的物体，当速度为正时，位移一定为负，加速度一定为正

B．当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅最大

C．夜晩，高速公路上的路牌在车灯的照射下特別明亮是利用了光的干涉

D．电磁波的接收是利用了电谐振把有用信号选择出来

E. 狭义相对论中假设在不同惯性参考系中，物理规律(包括力学的和电磁的)都是一样的

3．如图所示，理想变压器的原线圈A、B两端接入电压为 4 u=220sin(100πt)V的交变电流。原线圈匝数n=1100，副线圈匝数n1=60匝，副线圈匝数n2=50匝，C、D之间接入电容器，E、F之间接入内阻为10Ω电动机M，它们都能正常工作。则

A．该交流电的频率为100Hz

B．副线圈中磁通量变化率的最大值为0.2Wb/s

C．该电容器的耐压值为12V

D．该电动机的输入功率为10W 5 4．如图，在竖直向下的匀强电场中，质量为0.5kg的带正电小物块从光滑绝缘斜面上的A点由静止释放，经过B点后进入绝缘水平面，最后停在C点。某些时刻物块的瞬时速率记录在下表中。若物块经过B点前后速度大小不变，电场力与重力大小相等，取g=10m/s2，则

A．t=6s时物块恰好经过B点

B．t=12s时物块恰好到达C点

C．物块与水平面间的动摩擦因数为

D．整个过程中物块屯势能的减少量等于系统内能的增加量

5．质量相同的甲、乙两人乘坐两部构造不同、倾角相同的电梯去商场，他们均相对于电梯静止，则下列说法正确的是（ ） 6

A．若两电梯匀速上升，则甲、乙两人均没有受到摩擦力

B．若两电梯匀速上升，则甲受到的重力和支持力

C．若两电梯匀加速上升，则两人均受到沿速度方向的摩擦力

D．无论电梯加速或匀速上升，甲都不会受到摩擦力的作用

6．如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为，质量分别为、的两个物体A、B通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板.开始时用手按住 7 物体A，此时A与挡板的距离为，B静止于地面，滑轮两边的细绳恰好伸直，且弹簧处于原长状态.已知，空气阻力不计.松开手后，关于二者的运动下列说法中正确的是（ ）

A．A和B组成的系统机械能守恒

B．当A的速度最大时，B与地面间的作用力为零

C．若A恰好能到达挡板处，则此时B的速度为零

D．若A恰好能到达挡板处，则此过程中重力对A做的功等于弹簧弹性势能的增加量 8 二、多项选择题

7．下列说法正确的是_________。

A．单晶体有固定熔点，而多晶体没有固体熔点

B．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由分子斥力造成的

C．一切自然过程总沿着分子热运动的无序性增大的方向进行

D．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距

E.物体内能的微观决定因素是分子势能、分子平均动能和分子总数；宏观决定因素是物体的体积、物体的温度及物质的量

8．图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，M、N两点的坐标分别为(-2，0)和(-7，0)，已知r=0.6s时，M点第一次出现波峰。下列说法正确的是_______(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)

A．该波的周期为0.8s

B．该波的传播速度为10m/s

C．t=0.9s时N点第一次出现波谷

D．N点刚开始振动时，M点已通过的路程为25cm

E.N点振动后，M、N两点的振动情况始终相反

9．夏天的中午，雨过天晴，高三学生甲同学从家里出发骑自行车前往学校上课，则下列说法正确的是______

A．出发前，甲同学给自行车打气，若环境温度不变，发现越打气越困难，这是因为自行车车胎内气体气压增大

B．出发后，甲同学感觉十分闷热，潮湿，这是因为此时空气相对湿度较大，人体皮肤水分不会蒸发

C．甲同学经过学校内池塘边时，发现池塘中莲花的花粉散落在水中，并且在缓慢运动，这是花粉在水中做布朗运动

D．来到教室，甲同学看到教室外的玻璃窗已经被雨水打湿，雨水附着在玻璃上，说明水对玻璃是浸润的

E. 开始上课后，为了给教室降温，甲同学打开空调，此时空调机从教室内吸收的热量少于向教室外排放的热量 9 10．水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是________。

A．不同质点的振幅都相同

B．不同质点振动的频率都相同

C．不同质点振动的相位都相同

D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同

E. 同一质点处，两列波的相位差不随时间变化

三、实验题

11．一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下(如下图所示)，山坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪地的动摩擦因数是0.04，求5s内滑下来的路程和5s末的速度大小．(,cos37°=0.8)

12．某同学设计了一个如图所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数，其中A为滑块，B和C是质量可调的砝码，不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦．实验中该同学在砝码总质量（m＋m′＝m0）保持不变的条件下，改变m和m′的大小，测出不同m下系统的加速度，然后通过实验数据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数．