6.1牛顿眼中的世界

学情分析：

　　学生在此之前对经典物理的理论以及现象已具备一定的基础，这既是学习相对论的基本条件但同时又可能使学生产生思维定势；在指导学生学习这部分内容时，应在经典的时空观与事实发生的矛盾和相对论原理与日常经验的冲突两个方面展开充分讨论。

　　教学目标：

　　知识与技能：了解经典时空观的适用范围与局限性，经典时空观与实验事实的矛盾；

　　过程与方法：从伽利略的相对性原理到牛顿的绝对时空观，再从迈克尔逊-莫雷实验到爱因斯坦提出狭义相对论的两个基本假说，让学生了解人类对时空问题的探索历程，对学生进行科学价值观和科学方法的教育。

　　情感态度与价值观：了解爱因斯坦相对论的两条基本假设及构建新理论的思想方法，渗透科学方法教育。

　　重点难点：

　　1、了解经典物理时空观的局限性以及与相对论时空观的主要区别；

　　2、经典力学速度叠加公式与光速的矛盾，迈克尔逊-莫雷实验的结果与经典时空观的矛盾。

　　主要教学策略：本节课作为相对论的第一节内容，要为后面的学习做一个铺垫，开始的事例分析不宜太难，学生对相对论认识是一个逐步深入的过程。

教学过程设计

（一）引入新课

教师：同学们，请回答一个问题"今天早上7点整你们在什么地方做什么事？"

学生甲：我刚出家门正要上学。

学生乙：正在路上赶往学校。

学生丙：我也刚出家门。

教师：刚才的问题涉及两个虽基本但并不简单的概念。"早上7点整"表示时间坐标位置，"在家里"表示是空间坐标位置。可是究竟什么是时间，什么是空间，这是两个很难回答的问题；不同的时代不同的人有不同的看法，对时间和空间的看法称为时空观。就刚才甲、丙两位同学7点整走出家门这件事来说，通常情况下我们可以说他们是同时出发的，而对另一个观察者（如爱因斯坦）却说不一定同时，你们的看法呢？现在，我们就来一起来讨论"时空"这个问题。

（二）新课教学

第一个环节：经典物理学与相对论的一个最基本的区别就在于对时间与空间的认识，但日常生活中很难观察到相对论的效应，所以新课的引入应先从学生身边习以为常例子出发，从中找出经典物理与事实之间的矛盾。

教师：从亚里士多德到伽利略，又从牛顿到爱因斯坦，人类对时空观的认识经历了多次的变革。经典时空观以牛顿为代表，牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中写到："绝对空间，就其本性来说，与任何外在的情况无关，始终保持着相似和不变"，"绝对的、纯粹的数学的时间，就其本身和本性来说，均匀地流逝而与任何外在情况无关。"归纳起来，就是空间、时间和"外在的情况"这三者是相互独立的、无相互关系的，空间的延伸和时间的流逝都是绝对的。这种时空观由于与我们