2017-2018学年沪科版必修二 爱因斯坦心目中的宇宙 第1课时 教案
2017-2018学年沪科版必修二 爱因斯坦心目中的宇宙 第1课时 教案第4页

  我们以上半图中闹钟自身的参照系观察这件事情.从这个角度看,上半图中的闹钟是静止的(所有的物体相对于其自身都是静止的),而刻有A和B点的线条从右向左移动.因此"离开A点"和"到达B点"这两件事情都发生在同一地点!(上半图中闹钟所测量的时间称为"正确时间")按照前面提到的观点,下半图中闹钟所记录的时间将比上半图中闹钟从A到B所记录的时间更长.

  [方法引导]

  下面我们再通过一个实例来分析计算一下这个问题:

  

  

  点拨:此问题可由学生根据图示自己去求解,充分调动起学生的主动性.

  【教师精讲】

  此原理的一个较为简单但不太精确的陈述是:运动的钟比静止的钟走得更慢.最著名的关于时间延缓的假说通常被称为双生子佯谬.假设有一对双胞胎哈瑞和玛丽,玛丽登上一艘快速飞离地球的飞船(为了使效果明显,飞船必须以接近光速运动),并且很快就返回来.我们可以将两个人的身体视为一架用年龄计算时间流逝的钟.因为玛丽运动得很快,因此她的"钟"比哈瑞的"钟"走得慢.结果是,当玛丽返回地球的时候,她将比哈瑞更年轻.年轻多少要看她以多快的速度走了多远.

  【知识拓展】

  时间延缓效应并非是个疯狂的想法,它已经为实验所证实.最好的例子涉及到一种称为"介子"的亚原子粒子.一个介子衰变需要多长时间已经被非常精确地测量过.现已经观测到一个以接近光速运动的介子比一个静止或缓慢运动的介子的寿命要长,这就是相对论效应.从运动的介子自身来看,它并没有存在更长的时间.这是因为从它自身的角度看它是静止的;只有从相对于实验室的角度看该介子,我们才会发现其寿命被"延长"或"缩短"了.

  【合作探究】

  先来解决一道我们熟悉的力学问题.质量为M=0.5 kg的小球,在F=100 N的合力作用下由静止开始加速,求经过2×106 s,它的速度变为多少?

解析:学生很容易算出a=200 m/s2,再由v=at求得它的速度为4×108 m/s.大家觉得