Распределение учебного плана по урокам «Элементы теории

Распределение учебного материала по урокам
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Элементы теории относительности
Урок 1. Принцип относительности Галилея. Инерциальные системы отсчета. Закон
сложения скоростей в ньютоновской механике.
Урок 2. Инвариантность скорости света в вакууме. Основные положения специальной
теории относительности. Биография Альберта Эйнштейна.
Урок 3. Закон сложения скоростей в теории относительности. Переход к
ньютоновской механике. Принцип соответствия. Предельность скорости света в
вакууме. Решение задач.
Урок 4. Предельность скорости света и второй закон Ньютона. Релятивистский
импульс. Собственная масса (масса покоя).
Урок 5. Полная энергия свободной частицы. Энергия покоя и кинетическая энергия.
Взаимосвязь массы и энергии. Дефект массы.
Урок 6. Закрепление изученного материала, обобщающий урок.
Тема: «Принцип относительности Галилея. Инерциальные системы отсчета. Закон
сложения скоростей в ньютоновской механике».
Цель: повторение пройденного материала 9 класса, с целью теоретически подготовить
учащихся к восприятию совершенно нового подхода к проблеме взаимосвязи
пространства и времени.
Ход урока
1. Повторение принципа относительности Галилея. Анализ роли системы отсчета в
описании движения и выяснение равноправности всех материальных систем отсчета.
Формирование принципа относительности (предварительно разъяснив их
эквивалентность).
2. Основные принципы, на которых базируется классическая механика Ньютона.
Подробный анализ первого принципа, из которого следует, что все физические
явления происходят при условии абсолютного времени. Пространство и время в
механике Ньютона.
3. Рассматриваем классический закон сложения скоростей. Убедительно доказать
учащихся, что во всех инерциальных системах отсчета все механические процессы
при одинаковых начальных условиях протекают одинаково, поэтому они
описываются одинаковыми законами- законами Ньютона. Классический закон
скоростей рассматривается на принципе движения вагона относительно Земли и
движения внутри вагона материальной точки. Определяем скорость точки
относительно Земли. Применяем принцип относительности и теперь вагон считаем
неподвижной системой отсчета, а Землю - системой отсчета, движущейся
относительно вагона с противоположной скоростью. Записываем закон сложения
скоростей.
4. Перед учащимися ставим проблемный вопрос: применить, ли полученные результаты
к электродинамике, в частности к распространению электромагнитных волн?
Подчеркиваю, что ответить на этот вопрос может только эксперимент, и предлагаю
его схему. Анализ возможных ситуаций.
5. Завершающий этап урока. Выводы (подзапись), анализ всех положений.
6. Задание на дом: конспект.
Тема: «Инвариантность скорости света в вакууме. Основные положения специальной теории
относительности. Биография Альберта Эйнштейна».
Цель: на основе имеющихся знаний подготовить учащихся к логическому восприятию
основных постулатов теории относительности.
Ход урока
1. Проверка домашнего задания.
а) Принцип относительности Галилея. Инерциальные системы отсчета(1 человек).
б) Закон сложения скоростей в ньютоновской механике(1 человек).
Объяснение нового материала
2. Понятие инвариантности физических величин. Основные положения теории
относительности:
а) во всех инерциальных системах отсчета явления природы протекают одинаково и
описываются одинаковыми законами.
б) во всех инерциальных системах отсчета скорость света в вакууме одна и та же.
Анализ этих положений, сравнительный анализ принципа относительности Галилея
и принципа относительности Эйнштейна.
3. Биография Альберта Эйнштейна.
4. Опыт Брэдли, Физо и Майкельсона по обнаруживанию эфира. Исходя из результатов
опытов А. Эйнштейн формулирует свой первый постулат. Сравнительный анализ
этих опытов и их схемы.
5. Убедительно доказать учащимся, что постулаты теории относительности требует
кардинального пересмотра представлений о свойствах пространства и времени.
6. Задание на дом: конспекты в тетради.
Тема: «Закон сложения скоростей в теории относительности. Переход к ньютоновской
механике. Принцип соответствия. Предельность скорости света в вакууме. Решение
задач».
Цель: закрепление изученного материала, на основе имеющихся знаний у учащихся
углубить их знания в области теории относительности А. Эйнштейна.
Ход урока
1. Проверка домашнего задания.
а)Принцип относительности Галилея. Инерциальные системы отсчета (1 человек).
б)Закон сложения специальной теории относительности (1 человек).
в)Основные положения специальной теории относительности (1 человек).
2. Обобщение изученного материала, подчеркнуть, что принцип инвариантности
скорости света является обобщением результатов эксперимента. Они не противоречат
друг другу, но несовместимы с ньютоновской механикой, в частности с классическим
законом сложения скоростей. Следовательно, необходимо получить новый закон
сложения скоростей, согласующийся с принципами теории относительности.
3. Запись релятивистского закона сложения скоростей. Вывод этого закона. Анализ
принципа соответствия между физическими теориями, в частности теорией
относительности Эйнштейна и классической механики Ньютона.
4. Основываясь на релятивистском законе сложения скоростей, показать, что если
некоторое тело (или частица) движется в одной инерциальной системе отсчета со
скоростью, меньшей скорости света в вакууме, то его скорость в любой другой
инерциальной системе отсчета также меньше скорости света. Из этого делаем вывод,
что скорость света в вакууме является предельной скоростью.
5. Решение задачи на применение релятивистского закона сложения скоростей.
6. Задание на дом: конспект, задача.