物体范文10篇

物体范文篇1

设计意图

本节教材的编写思路是：不拘泥于学科知识的逻辑线索，充分考虑初中生的思维特点，关注从具体到抽象，从特殊到一般的认知过程。改变了从机械运动的定义、运动的相对性开始的常见结构，以学生身边的运动场景引入，从具体的长度、时间测量以及运动快慢比较出发，最后回到世界是运动的、运动是相对的、运动的物体具有能量等较为深刻的主题

教学目标

1知道长度和时间的单位，能正确使用刻度尺测量长度，能正确处理测量结果

2理解速度的定义、速度的单位、公式及其意义

3能用速度公式简单计算速度和平均速度

4知道如何用科学的语言描述物体的运动和静止；了解参照物的概念及其选取的方法；知道运动的物体具有动能

教学重点和难点

1刻度尺的使用，特殊的测量方法

2速度的定义和物理意义

3速度公式的运用，物理计算题的解题格式、解题方法

4参照物的定义和选择

教具和学具

课前准备

预习“物体的运动”，写出知识结构

教学过程

教学阶段与时间分配教师主导学生主体点评

复习长度的测量：

1长度的单位

2刻度尺的使用

3误差的概念和减少的方法

4特殊的测量方法带领学生回顾长度的单位

误差是不可避免的，可以多测几次减少误差

特殊测量方法有：测多算少

化曲为直

等量替代学生总结1长度的单位有Kmmdmcmmmμmnm及其单位换算

学生练习：

在下列数值后面填上适当的单位：

1、某同学身高17.2

2、一根头发直径约为72。

3、南京长江二桥全程长21197。

4、物理课本长度为258。

看：

1、零刻线是否磨损、2、量程、分度值；

读：

1、刻度线与被测物体对齐读：

2、视线垂直刻度尺，

3、测量结果由数字和单位构成，要估读到刻度尺分度值的下一位数

练习：

读出下列两个刻度尺所测的物体的长度：

例：测一页书纸的厚度。

例：硬币的直径滚轮法测操场的周长

例：铁路线的长度

6．为了测出细铜丝的直径，某同学把铜丝在铅笔上紧密排绕32圈．如图所示，用分度值是1mm的刻度尺测得这32圈的总宽度为＿＿5.0＿cm，可算出细铜丝的直径约为＿1.6＿＿mm。

本节内容为识记。长度单位和时间单位的填写时要与实际吻合。长度测量是要有估读数

不同的刻度尺所测量结果不同在那里、测量结果的精确度由什么决定，此题最好说明。

复习速度

速度的定义和物理意义

v=s/t引导学生，如何理解速度

学生归纳：速度的定义：单位时间内通过的路程。物理意义：表示物体运动快慢的物理量。

两种比较快慢的办法：

如百米赛跑：

1、时间一定比较路程（观众）2、路程一定比较时间（裁判）本节内容为理解学生对速度的定义和物理意义区分容易不清。

三匀速直线运动

平均速度和平均速度的计算如何测量平均速度（实验）

关于速度的计算引导学生总结：匀速直线运动的定义平均速度：一段时间或路程内的平均快慢程度实验中需要测量路程和时间

路标常识型

分析提示:路标中所给的条件是什么？

过桥型

追击(相遇)型

教师分析:

追击问题有两个相同点1最终路程相同2追击者开始运动后两者时间相同

比例型(选择题)

中点型（选择题）

教师提示：

设一段具体的路程如30m代入计算.

图象型学生练习：

例1、有两个同学，用下面的方法来测量小钢球运动的平均速度。在水平桌面上的一条直线上标出A．B．C三个点，拿一根分度值为1mm的米尺紧靠直线，A．B．C三点在米尺上对应的读数如图7所示。当小钢球贴着米尺运动经过A．B．C三点时，两同学用手表记下了小钢球经过A．B．C三点时对应的时刻，如图所示。

则小钢球在通过AB．BC和AC各段路程中，平均速度分别为：

vAB=______0.03m/s______；vBC=____0.02m/s________；vAC=_______0.024m/s_____。

例2在机场高速公路的入口处有一标志牌，如图所示，出租车要尽快赶到机场，在不违反交通规则的前提下，至少行使多少分钟才能到达？

此处距机场58Km即s=58Km100的单位为Km/h即v=100Km/h

例3一列长为140m的列车以72Km/h的速度穿过一平直的隧道，已知整个列车车身在隧道的时间为42s

求：（1）隧道的长为多少？

（2）从列车的车头进隧道，一直到车尾出隧道，一共需要多少时间？

分析:过桥型问题分两类完全通过S=S车+S桥完全在桥上S=S车-S桥

例4火车从甲车站到乙车站正常行驶的速度为60Km/h，有一次火车因故迟开了15min，为了准点到达乙站，火车司机把车速提高到72Km/h，求：

（1）甲乙两站之间的距离。

（2）火车从甲站到乙站之间正常的行使时间。

例5甲乙两物体运动时间之比为3：2路程之比为2：3，它们的速度之比为_______

例6一个物体以15m/s行驶了路程的一半,用10m/s跑完了后一半,它全程的平均速度是______.

例7某小组同学分别测出了甲、乙电动小车作直线运动的路程和时间，并依据数据作出了相应的路程—时间图像，如图A．．B．所示。

(1)观察图可知，甲车在作____匀速_____直线运动。甲车通过0．6米的路程所用时间为__6__秒。

(2)观察图17B．可知，在AB对应的时间段内，乙车通过的路程为_____1.2______米。

(3)比较图17A．．B．可知，甲车的速度___小于_____乙车的速度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

本节内容为理解层次。

通过速度的计算来加深对速度的理解

用画图把图景描述出来

直接用公式V比=S比/t比

复习世界是运动的

运动和静止的相对性参照物的选择和判断方法

总结教师引导：对于诗句、歌词等句子怎样确定参照物和研究物体运动情况：

找出句子中的动词，确定动作的执行者为研究对象，不是参照物，参照物是假定不动的物体

教师分析：看山恰似走来迎句中，山在动为研究对象，故以船为参照物。是船行句中船为研究对象，船本身在走，故参照物可选择为青山。

学生总结1机械运动：物体的位置变化2相对运动：相对于参照物有位置变化3参照物：用于判断物体是否运动的标准4一般认为大地为参照物5运动的物体具有动能

练习：

例8诗句“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中看山恰似走来迎，和是船行所选择的参照物分别是（）

A船青山B青山船C青山水D水青山

例9一千多年前，唐朝的大诗人李白曾在芜湖感叹长江的壮美景观：“天门中断楚江开，碧水东流至此回。两岸青山相对出，孤帆一片日边来”。从物理学的角度看，“两岸青山相对出”和“孤帆一片日边来”所选的参照物分别是船和江岸

交流课前写好的本章知识结构图。本节内容为识记和理解。参照物的选择和判断方法需要加强理解

参照物的判断最困难的是对于诗句、歌词等句子中参照物、研究物体运动情况的判断

附：长度单位表：

长度的单位可以用表格记忆把dmcm两个去掉后其余均为1000倍

Kmmmmμmnm

千米米毫米微米纳米

教学资源

苏科版教材8（上）、教学参考书、物理中考指导、评价手册

教学评析

本节课重点加强对运动的认识和理解，树立科学的世界观，并通过对运动中的物理量长度的测量、速度的计算，组织学生展开讨论，发表自己的观点，解决与运动相关的实际问题。课堂容量大，练习有力度，教学效果较好。

运动

1长度的测量（1000倍）

Kmmmmμmnm

千米米毫米微米纳米

2刻度尺的使用看：零刻线，量程，分度值（后面加估读数），放读

3数据由数字和单位构成。数据处理：多测几次求平均值，减少误差。

4特殊测量方法：测多算少（细小的物体）化曲为直（圆的直径）

5速度的定义：物体单位时间内通过的距离（用语言把公式描述出来即可）V=S/t

6速度的物理意义：表示物体运动快慢的物理量。知道10m/s表示的意思______________.单位换算72Km/h=___m/s

7两种比较快慢的方法:

8平均速度:一段时间或路程内的平均快慢程度v=S/TS为总路程T为总时间

9参照物:假定不动的物体选择时注意动作的执行者必定不是参照物

10机械运动位置变化

11常见的计算类型:

a路标常识型例2在机场高速公路的入口处有一标志牌，如图所示，出租车要尽快赶到机场，在不违反交通规则的前提下，至少行使多少分钟才能到达？

b过桥型例一列长为140m的列车以72Km/h的速度穿过一平直的隧道，已知整个列车车身在隧道的时间为42s

求：（1）隧道的长为多少？

（2）从列车的车头进隧道，一直到车尾出隧道，一共需要多少时间？

c追击(相遇)型

例火车从甲车站到乙车站正常行驶的速度为60Km/h，有一次火车因故迟开了15min，为了准点到达乙站，火车司机把车速提高到72Km/h，求：

（1）甲乙两站之间的距离。

（2）火车从甲站到乙站之间正常的行使时间。

物体范文篇2

1、知识与技能

(1)知道牛顿第一定律的内容

(2)知道惯性的概念

(3)知道二力平衡

2、过程与方法

(1)通过活动体验任何物体都具有惯性

(2)探究摩擦力对物体运动的影响

(3)探究二力平衡条件

3、情感、态度与价值观

通过活动和阅读感受科学就在身边

教学重点

1、探究摩擦力对物体运动的影响

2、认识生活中的惯性现象

3、探究二力平衡条件

教学难点

1、探究摩擦力对物体运动的影响实验结论的进一步分析

2、对牛顿第一定律文字叙述的理解

3、怎样解释惯性现象

4、学生设计实验探究二力平衡条件

教学过程

一、牛顿第一定律

1、提出问题

(1)让学生阅读课文第34页第1页自然段，看图11.5-1。

①讨论交流：课文列举了一类什么现象?

自行车、列车等运动的物体，停止施加动力，还会继续运动，但最终要停下来。

②根据你的生活经验或对身边所发生现象的观察。类似的例子请再举几个?

(2)让学生做类似实验：将笔盒放在课本上，在桌面上用力拉动课本。笔盒随课本运动，停止用力看看笔盒是否还会运动?

(3)“对运动的物体会停下来类生活中常见的现象，请你提一个相关的问题。如：运动的物体为什么会停下来?运动要靠力来维持吗?等。

(4)亚里士多德和伽利略对“运动的物体会停下来“的解释。

古希腊哲学家亚里士多德认为：如果要使一物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤消，物体就会停止运动。

科学家伽利略却通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德的观点提出了质疑。伽利略认为：物体的运动并不需要力维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。

让学生以对亚里士多德和伽利略观点进行评价，谈自己的看法。

对同一种现象，亚里士多德和伽利略给出了截然不同的解释。都有其理由。到底哪个说法正确，仅仅靠思辨不能回答，让我们自己动手、动脑来探究论证吧。

2、实验探究

探究：摩擦力对物体运动的影响。

怎样进行实验呢?

(1)让学生阅读课文第35页探究“摩擦力对物体运动的影响“。先完整地看一遍实验内容。

(2)提出问题让学生讨论。

①此实验过程中，控制哪些条件保持不变?用什么方法控制?

(要控制小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变，控制方法：用同一辆小车，让小车自斜面顶端(相等的高度)从静止开始滑下。)

②哪些条件需要发生变化?用什么方法来实现这种变化?

(要改变小车在水平面上受到的摩擦力大小，改变方法：给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布)

③要观察和记录哪些数据

(要观察小车从同一高度滑下后在水平面上运动状态的变化情况，记录小车在水平面上通过的距离)

(3)学生分组实验

(4)学生交流观察到的三种情况下小车运动变化的情况，教师引导学生分析引起变化的原因。从表格记录中找出变化规律。

结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的摩擦力越小，速度减小得越少。

(5)进一步引导学生进行推理：如果物体不受力，速度不会减慢，它将永远运动下去。

3、牛顿第一定律

(1)伽利略对类似的实验进行了分析得出：如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零，速度不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。

(2)笛卡儿对伽利略推理结论的补充：物体如果不受力，运动方向也不会改变。

(3)英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

说明：(1)牛顿第一定律说明了物体的运动不需要靠力来维持。物体运动之所以会停下来，是由于物体受到了阻力。

(2)对牛顿第一定律中“将保持静止状态或匀速直线运动状态“这句话的含义，我们可以理解为：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。

二、惯性

1、演示：让学生照课文第36页图11.5-4所示，把4个棋子摞起来。先猜猜：如果像图中那样用尺迅速打击最下面的棋子，上面的棋子落在何处?

提问：上面的棋子为什么不和被打飞的棋子一起飞出去呢?

2、让学生阅读课文第36页有关内容：从牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持原有运动状态的特性。我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，牛顿第一定律也叫惯性定律。

为了帮助学生理解，告诉学生：可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”。就是说，一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受到外界力的作用，它就保持原来的运动状态。除非有外力作用于它，才能迫使它改变原来的运动状态。

3、应用牛顿第一定律解释惯性现象

(1)引导学生尝试用牛顿第一定律分析演示实验现象：上面的棋子原来的状态(静止)，由于惯性，它要保持静止状态，所以落回原处。

(2)让同学们谈一下乘坐公交车，公交车启动、刹车时身体的感受。

(3)学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下，锤头就能紧紧地套在锤柄上?(锤子向凳子撞击时，锤头和锤柄一起向下运动，锤柄撞到凳子受到力作用，运动状态改变而停止运动，锤头继续向下运动使锤柄套紧。)

(4)学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么骑车的速度太快，容易发生事例?(减速、拐弯或刹车时，骑车的人由于惯性身体会保持原来的速度向前运动，从而容易产生事故。)

(5)让学生阅读课文第37页科学世界<<汽车安全带>>认识人们如何利用安全带防止和减小汽车发生事故时由于惯性对驾驶员和乘客造成的伤害。

三、二力平衡

1、二力平衡

(1)提出问题：惯性定律告诉我们，物体不受力时，将保持静止或匀速直线运动状态。但不受力的物体是不存在的，那么为什么有些物体还会保持静止或匀速直线运动状态呢?

(2)探究：让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力，为什么书包受两个力作用会保持静止?

在平直马路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力。为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态?

讨论：如果将手松开，书包将落到地上，显然向上的拉力将使书包下落的效果抵消了。使书包不至于下落;同样道理，汽车牵引力将阻力产生的效果，也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了。使汽车的速度不发生变化。

(3)结论：一些物体虽然受力，但是这几个力的作用效果相互抵消，就相当于不受力。

如果作用在物体上的几个力，它们作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果相互抵消，我们就说这几个力相互平衡。这时的物体我们就说它处于平衡状态。

2、二力平衡条件

(1)物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，我们先来研究这种情况。

问题：物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗?

举例：放在光滑斜面上的书，受重力和斜面的支持力但要沿斜面向下滑;电梯受重力和向上的拉力，起动时，速度越来越快。

问题：如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，这两个力应该满足什么样的条件呢?

(2)探究：①让学生猜想在什么条件下二力平衡。(可能与作用力的大小、方向、作用位置…..有关)

②学生根据桌上所准备的实验装置，如图所示(还有若干质量相等或不等的砝码)，自己设计实验探究二力平衡时，两个力的大小、方向、作用点应该有什么关系。

③实验方法：在两边盘子中放质量相等的砝码，使木块受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力。木块处于平衡(静止)状态。改变木块的受力情况：

a、改变其中一边盘子的砝码的质量，使木块受到的力大小不等。

b、将其中一边盘子的砝码移到另一边使木块受到的力方向相同。

c、转动木块，使木块受的力不在同一直线上。

d、垂直于木块受力方向移动木块，使木块受的力不在同一直线上且方向相同或不相同。

④各实验小组交流设计的实验方案，并对自己设计的方案进行修改。

⑤学生进行实验。

⑥结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。

力的平衡在日常生活中有许多实际应用，应会根据平衡状态，找出平衡力;根据物体受力情况，判断它是否处于平衡状态。

例：吊在空中重5N，静止不动时，电线对它的拉力是多大?

达标自查

1、让小车从斜面顶端从静止开始滑下，分别在光滑程度不同的水平面运动，小车最后都会慢慢停下来，这是因为，得到的结论是：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越

。由此可推理出：如果小车不受力，小车将。

2、关于惯性，下列说法中正确的是()

A、物体静止时有惯性，运动时没有惯性B、物体保持静止或匀速直线运动状态时才有惯性

C、物体受力作用时才有惯性D、物体的惯性与运动状态或是否受力无关

3、我国公安部门规定：在高速公路上，汽车驾驶员和乘客都要系上安全带，主要是为了减轻下列哪种情况下可能造成对人身的伤害()

A、汽车加速B、汽车速度过快C、紧急刹车D、汽车突然启动

4、一本书放在水平桌面上，下列哪一对力是书受到的平衡力()

A、书的重力和书对桌面的压力B、书的重力和桌面对书的支持力

C、书对桌面的压力和桌面对书的支持力D、书对桌面的压力和桌子受到的重力

5、惯性是造成许多交通事故的原因，下列不是为了防止由于惯性而造成交通事故所制定的交通规则是()

A、某些地段要对机动车辆限速B、车辆快速行驶时要保持车距

C、车辆靠右侧行驶D、小型客车的驾驶员必须系安全带

6、跳伞运动员在空中张开落伞后，跳伞运动员匀速下降，这是因为跳伞运动员()

A、没有受到重力作用B、受到的重力小于阻力

C、受到的重力等于阻力D、受到的重力大于阻力

7、画出在平直公上匀速行驶的汽车受力的示意图。

8、惯性和惯性定律不同之处在于：描写物体运动规律，描写物体本身的性质;的成立是有条件的，而是任何物体都具有。

能力提高

9、举例写出你观察到的在生产、生活以及交通运输等方面发生的惯性现象的两个例子，并结合所举事例分别说明如何防止或利用惯性。

10、两千多年前，古希腊学者亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力，物体就会静止。这个结论是亚里士多德对生活中的现象进行观察总结出来的。人们确实看到，用力推一个木箱它就运动，停止用力，木箱就静止。因为这种现象，亚里士多德的观点在两千多年里被人们普遍接受，直到后来伽利略推翻了这个观点。

你认为亚里士多德错在了什么地方?怎样解释上述“推木箱”的现象?

11、请你设计一个实验探究二力平衡的条件，要求：写出实验器材、实验步骤、实验结果，并比较二力平衡的条件和作用力与反作用力的条件有何相同点和不同点。

12、阅读材料

汽车刹车之后

现代社会汽车大量增加，发生事故的一个重要原因是遇到意外情况时汽车不能立即停止，因为司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器需要一段时间，这段时间叫反应时间，在这段时间内汽车要前进一段距离，叫反应距离。从操纵器刹车到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。以上两段距离之和即为汽车的停车总距离。

下面是一个机警的司机开一辆保养得很好的汽车在干燥的公路上以不同的速度行驶时，测得的刹车后的反应距离和制动距离。

速度(km/h)反应距离(m)制动距离(m)停车总距离(m)

40

50

60

80

1007

9

11

15

178

13

20

34

5415

22

31

49

73

阅读后回答

(1)影响汽车制动距离的主要因素是什么?

物体范文篇3

根据爱因斯坦狭义相对论，物体的能量为：

从上式可看出，一切物体的运动速度V都不可能大于光速c（光在真空中的速度）。

如果物体的静止质量m0=0（例如光子），它的运动速度V可以达到光速c，但不可能大于光速c。

如果物体的静止质量m0≠0，为了把物体加速到光速，就需要无穷大的能量。

因此，爱因斯坦认为光速c是宇宙的极限速度。

根据量子力学的理论，在相互纠缠的微观粒子（如电子、光子等）之间，存在某种不可思议的超光速关联，如果对其中的一个粒子进行测量，另一个粒子将会瞬时“感应”到这种影响，并发生相应的变化，而无论它们相距多远。这种信息的传递是“超光速”的。

在宇宙中，既然有始终以光速运动的光子，有始终以低于光速的速度运动的粒子，为什么不会有始终以高于光速的速度运动的粒子呢？也许，宇宙中本来就存在速度始终高于光速的粒子。

现代科学认为，我们目前的宇宙，起源于大约150亿年前的一次“大爆炸”。爆炸前的“宇宙”的体积无限小，“宇宙”具有的能量E是一个有限值。根据爱因斯坦质能关系E=c2m得知，宇宙的能量E部分转换为质量，便有了质子、中子和电子，原子、分子、银河系、太阳系、地球、动植物、人类……

现代科学认为，对于爆炸前的“宇宙”，当今人类掌握的一切科学知识完全失效。因此，宇宙“大爆炸”发生那一刻，完全有可能在产生质子、中子和电子的同时，也直接产生了超光速粒子。

到目前为止，宇宙中被发现共有4种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。作用的方式是交换粒子，而粒子的运动速度则被限制在光速c之内。因此，处在光速中的光子，只能在其迎面方向上受力而减速（例如光在玻璃中的运动速度小于c），而不可能在其运动方向上受力而加速，因为以上4种基本相互作用交换的粒子，不可能从背后追上（真空中的）光子而使其加速。

如果宇宙中本来就存在第5种基本相互作用，交换的粒子是超光速的（称为超子），那么，超子就可以从背后追上（真空中的）光子，发生碰撞而使其加速。

我认为，人类发现超光速物体是迟早的事情。下面，我们在惯性参照系范围探讨超光速领域（u>c）物体运动的规律，其目的是企图发现新的时空理论、新的物理规律、新的能源使用方式。

二、超光速理论

1、超光速时空坐标变换

与爱因斯坦狭义相对论所建立的时空观，集中表现在洛仑滋变换一样，超光速时空观集中反映在从一惯性系到另一惯性系的时空坐标变换式。

爱因斯坦狭义相对论建立的两个理论基础是：“光速不变原理”和“相对性原理”，由此可求得收缩因子：

k’=1/[1-(u/c)2]1/2

进而得到新的时空坐标变换式——洛仑滋变换。

在超光速领域，假定“相对性原理”仍然适用，会不会有一个与“光速不变原理”相对应的“某种速度不变原理”呢？如果有，这个“速度”是否会代替“光速”而成为宇宙的极限速度？

假设存在这么一个“速度”，表示为V=nc(n>1)，“速度V不变原理”的数学表达式相应修改为：

x=tnc（在静止坐标系S）

x’=t’nc（在速度为u的惯性坐标系S’）

“相对性原理”的数学表达式为：

x=k(x’+ut’)

x’=k(x-ut)

由此我们可以得到:

1/k=[1-(u2/n2c2)]1/2

但是，当坐标系运动速度u接近光速c时,

1/k=[1-(1/n2)]1/2

这意味着：当运动时钟的速度u接近光速c时，运动时钟的时间并不趋于“停滞”，运动尺子的长度也并不趋于“0”。

为了保证能够与爱因斯坦狭义相对论的时空衔接，我们只能规定：n趋于无穷大！

假定存在一个“无穷大速度的不变原理”是没有任何意义的！所以，我们得到的结论是：在超光速领域，有一个与“光速不变原理”相对应的“速度V不变原理”的假定不能成立！

我们不能用推导“洛伦兹变换”那样的方法，来推导超光速范围的“时空坐标变换”，因为我们缺少一个与“光速不变原理”相对应的“已知条件”，但是，我们可以确定这种“变换”的原则——在速度“交界处”（当物体运动速度非常接近光速c时），关于最基本物理量“时间”和“空间”性质的结论，“新理论”必须与“爱因斯坦狭义相对论”具有严格的一致性，两者不能相互矛盾。

在实数范围内，满足超光速领域“时空变换”的变换因子，最简单的只有两个：K1=1/[（u/c）2-1]1/2和K2=1/[1-（c/u）2]1/2

下面，我们只讨论K1=1/[（u/c）2-1]1/2的情况

为此，我们假定：惯性坐标系S''''相对于固定在地球上静止的坐标系S，以速度u(u>c)沿x轴方向运动，x''''与x在同一轴上，且t=0时，O''''与O重合(如下图)：

设超光速范围(u>c)的坐标变换为：

x=k(x’+ut’)

y=y’,z=z’……(1)

根据“相对性原理”，坐标逆变换为：

x’=k(x-ut)

y’=y,z’=z……(2)

由（1）得到：△x=k(△x’+u△t’)，

在运动坐标系S’的某一时刻（△t’=0），测量物体的长度△x’，

则△x’=△x/k……(3)

根据（1）、（2）得到时间变换为：

t=k{t’-x’[(1/k2)-1]/u}……(4)

时间逆变换为：

t’=k{t+x[(1/k2)-1]/u}……(5)

如果在静止坐标系S观测某个时钟发生的时间间隔为△t，在运动惯性坐标系S’观测这个静止于S’的时钟发生的时间间隔为△t’，则：△t=k{△t’-△x’[(1/k2)-1]/u}

由于是由S’系内静止时钟(在S’系中没有移动)所记录的，对于这个钟而言显然有△x’=0，所以和之间的关系可更简单地表示为：

△t’=△t/k.……(6)

其中，

k=1/[（u/c）2-1]1/2……(7)

以上(1)-（7）式称为谭强变换。

2、运动尺度和运动时钟

A）当尺子和时钟的运动速度c1，结果是：

1）△x’=△x/k，△x’<△x，即运动的尺子缩短。

运动尺子的速度越快（u越大），u/c越大，k越小，尺子缩短的程度越小。

当尺子的运动速度大到u=21/2C时，k=1，尺子不再缩短，其长度与在静止于地球的坐标系测量到的长度一模一样。

运动尺子的速度越慢（u越小），u/c越小，k越大，尺子缩短的程度越大。

当尺子速度慢到非常接近光速时(u≈c)，1/k趋于0，运动的尺子几乎没有长度（△x’≈0）。

运动的尺子缩短这种效应，是时空的基本属性引起的,与物体内部结构无关。

2）△t’=△t/k,因为k>1，所以△t’<△t，即运动的时钟变慢。

时钟运动的速度越快（u越大），u/c越大，k越小，时钟慢的程度越小。

当时钟的运动速度大到u=21/2c时，k=1，时钟不再变慢，其情况与在静止于地球坐标系观测到的时钟一模一样。

当时钟运动的速度慢到非常接近光速时(u≈c)，1/k趋于0，运动时钟的时间几乎“停滞”（△t’≈0）。

与运动的尺子缩短一样，这种效应是时空的基本属性引起的,与钟的具体结构无关。

B)当尺子和时钟的运动速度u>21/2C时，k<1，(1/k)>1,结果是：

1）△x’=△x/k,△x’>△x，即运动的尺子伸长。

运动尺子的速度越快（u越大），u/c越大，1/k越大，伸长得越厉害.

当尺子速度（u）无穷大时，1/k趋于无穷大，运动尺子的长度也趋于无穷长。

2）△t’=△t/k,因为k<1，(1/k)>1,所以△t’>△t，即运动的时钟变快。

时钟运动的速度越大（u越大），u/c越大，1/k越大，时钟走得越快。

当时钟运动的速度（u）无穷大时，1/k趋于无穷大，运动时钟的运行时间也无穷快。由此可知，从生物的寿命角度考虑，太空飞行的速度并不是越大越好。无人驾驶飞行器的速度则是越大越好，它可以迅速抵达目的地，在寿命问题上也无后顾之忧。

这种效应是时空的基本属性引起的，与钟的具体结构无关。

当局限于匀速直线运动时，运动时钟的快慢和运动尺子的伸缩效应都是相对效应。都是运动着的物质相互之间的时空关系的反映，并不是主观感觉的产物。

在静止坐标系看到运动时钟变慢了，在运动坐标系看到固定在静止坐标系的时钟也是运动的，因而静止时钟也变慢了。

同样，在静止坐标系看到运动尺子变短了，在运动坐标系看到固定在静止坐标系的尺子也是运动的，因而静止尺子也变短了。

在有加速运动的情形下，运动时钟的快慢和运动尺子的伸缩效应都具有绝对效应。

这些现象在实际中是可以观测到的。

例如，μ子静止时的平均寿命为2.197X10-6秒，实验使μ子在磁场中作高速圆周运动，发现其平均寿命变为26.69X10-6秒,寿命延缓了12倍多，与狭义相对论的理论值相符。

这一结果，从另一侧面反映：物体的运动有绝对的一面。

因为，固定在磁场中作高速圆周运动的物体作参考系的观测者，他看到静止在地面上的μ子也是作高速圆周运动的，这样，静止在地面上的μ子平均寿命变为26.69X10-6秒,寿命延缓了12倍多。实际上并不是如此。

3、事物的绝对因果律

一切事物都是运动发展的。事物发展有一定的因果关系，通过物质运动的联系，作为原因的第一事件，导致作为结果的第二事件。这种因果关系是绝对的，不依赖于参考系而转移。时间概念就是从事物的发展中抽象出来的。正确的时空观必须反映事物发展的绝对因果性。在任何情况下时间都不可以倒流，最多时间可以停止。

由(6)△t’=△t/k可知，

当△t’=（t2/-t1/）>0时，必有△t=(t2-t1)>0，

即，当我们在一个坐标系观测事物发展为t2>t1时，在另一个坐标系观测事物发展，必有t2/>t1/

这意味着：在超光速范围(u>c)，在不同坐标系观测事物的发展过程，时间具有一致的方向性、不可逆性，超光速不会导致时间倒流。

4、超光速物体的速度变换公式

在超光速物体运动的速度（u）方向(x轴)上，根据谭强变换，

得V’=dx’/dt’=（V-u）/{1+V[(1/k2)-1]/u},

将k=1/[（u/c）2-1]1/2代入，

（在坐标系S’观测）速度变换为：

V’=dx’/dt’

=（V-u）/[1+V（u2-2c2）/uc2]………(8)

（在坐标系S观测）速度逆变换为：

V=dx/dt

=（V’+u）/[1-V’（u2-2c2）/uc2………(9)

所以，超光速物体运动的速度V，可以在V’的基础上无限制地叠加。

虽然光速已不再是速度的极限，并且“光速不变”也不再适用于超光速系，但是，光速仍然是一种具有特殊意义的临界速度，它作为“普通物体”和“超光速物体”的速度“分界线”，仍然是一种非常重要的特征速度！

5、超光速物体的质量

在超光速领域，我们有理由作以下假定：

1、牛顿第一运动定律仍然适用：如果物体不受力，将保持静止状态或匀速运动状态；

2、牛顿第三运动定律仍然适用：作用力与反作用力大小相等、方向相反，在同一直线上，分别作用在不同物体上，他们同时存在，同时消失；

3、相对性原理仍然适用：在所有惯性参考系中，物理定律的数学表达形式都相同，即所有的惯性参考系都是等价的。

4、动量守恒定律仍然适用：如果系统不受外力，动量守恒；

5、能量守恒定律仍然适用。

设有两个大小、形状一样的小球A、B，相距一段距离，静止时两个小球的质量都是m0，现在，其中一个小球B静止不动，另一个小球A跟随运动的坐标系S’一起以速度u沿x轴方向运动（m为小球的运动质量），两个小球发生完全非弹性碰撞。

第一，在静止坐标系S中观测：我们看到，两个小球发生碰撞之前的总动量是（um+0），发生完全非弹性碰撞之后，两个小球粘在一起，它们的质量均发生变化，但两个小球的质量之和不变，等于（m0+m），设v为碰撞之后两个小球粘在一起的共同速度，则碰撞之后两个小球的总动量是（m0+m）v。

根据动量守恒定律得：um=（m0+m）v

上式也可以写成：u/v=1+(m0/m)……………(10)

第二，上面所发生的事情,我们也可以在另一个运动的坐标系S’中观测：我们看到，跟随S’系一起运动的小球A是静止的。此时，我们看到小球B不是静止的，它的速度是（-u），小球B的质量也不再是m0，而是m，它的动量是（-um），两个小球发生碰撞之前的总动量是（-um+0）。发生完全非弹性碰撞之后，两个小球粘在一起，它们的质量均发生变化，但两个小球的质量之和不变，等于（m0+m），设u’为碰撞之后两个小球粘在一起的共同速度，则两个小球的总动量是（m0+m）u’。根据动量守恒定律得：

-um=（m0+m）u’……………(11)

由(10)、(11)两式得u’=-v,（即在两个不同坐标系观测到：小球碰撞之后粘在一起的共同速度，大小相等，方向相反。）

将u’=-v,代入“速度变换”变换（8）式:

整理得：:c2(u/V)2-2c2(u/V)+(2c2-u2)=0,

解方程得：(u/V)=1+[（u2-c2）1/2]/c……………(12)

对比（10）、（12）两式，得到超光速物体的运动质量：

m=m0/（u2/c2-1）1/2…………(13)

(13)式与狭义相对论质量公式m=m0/【（1-u2/c2）】1/2有些相似，但物理含义不同。在超光速领域，物体的运动质量(m)随着自己运动速度（u）的增大而减小。当物体运动的速度（u）无穷大时，物体的运动质量(m)等于0。表明物体的运动速度越大，越容易加速。

如果物体的静止质量（m0）不等于0，当物体运动的速度（u）慢到非常接近光速时(u≈c)，物体的运动质量(m)趋于无穷大。

6、超光速物体的能量和动量

物体做功的本领，用能量的大小表示。

物体所受的合力为：F=d(mu)/dt，

物体能量（E）的微分为：dE=Fdx=F.udt=ud(mu)

将（13）：m=cm0/（u2-c2）1/2代入上式得：

dE=cm0ud[u/（u2-c2）1/2]

=cm0u{-c2/（u2-c2）3/2}du

=(-m0c3/2)（u2-c2）-3/2d(u2)

将物体的速度从无穷大(∞)，到u(u>c)求积分，得到超光速物体的能量为：

E=mc2=m0c2/（u2/c2-1）1/2…………(14)

如果物体的静止质量不等于零，m0≠0，则需要供给它无穷大的能量，它的速度才可能减小到光速c。

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的能量E=0

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的能量E=m0c2

由(14)得：E2=m02c4/（u2/c2-1）

而动量P=mu,P2c2=（muc）2=m02u2c2/（u2/c2-1）

由此得：P2c2-E2=m02c4

超光速物体的能量和动量的关系式为：

E=（P2c2-m02c4）1/2

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的动量P=m0c

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的动量E=0

由此可见，速度u=0和速度无穷大（∞）的物体，具有某种对称关系。

“时间”和“空间”不能先验地给定，而应当由“物质”及其“运动”所决定。

在宇宙中，并没有速度上限，因而宇宙空间无限大。

在时间上，从大爆炸开始膨胀，许多亿亿年以后便始收缩，然后再膨胀，再收缩……循环往复，以至无穷。大爆炸前宇宙有能量、有运动，并遵循能量守恒定律，因而，大爆炸前也有时间，只不过这些时间永远无法被人们了解罢了。时间，是人们从事物运动发展的过程中抽象出来的概念，总的来说，广义的时间没有开始，也没有结束。

将1/[(u/c)2-1]1/2展开，(14)式可以写成：

E=m0c2/[(u/c)2-1]1/2

=(m0c3/u)+(m0c5/2u3)+(3m0c7/8u5)+………(15)

与以下狭义相对论质能公式对比：

E=m0c2/[1-(u/c)2]1/2

=(m0c2)+(m0u2/2)+(3m0u4/8c2)+…

我们发现，(15)式已经没有与E0=m0c2对应的静止质量，只有与运动速度相关的动能。

因此，在超光速领域(u>c)，物体不具有核能E0=m0c2，其能量使用方式正好与光速领域情况相反。物体的能量减少（对外做功，释放能量）引起其速度的增加，当物体的能量减少到0时（能量全部释放），物体的速度趋于无穷大(∞)。这说明，无穷大的速度是可以达到的，宇宙不存在极限速度，为了得到无穷大的速度，不仅不需要无穷大的能量，反而需要物体向外界释放全部的能量。

当物体的能量增加（外界对物体做功，供给能量）引起其速度的减少，必须供给物体的能量无穷大(∞)，其物体的速度才能达到光速c。光速c是超光速领域的最低极限。

由此可知，超光速领域的动量定理表达式为：

F=-dp/dt=-d(mu)/dt……(16)

与光速领域的动量定理相差一个负号。

这样，在超光速领域，物体作圆周运动所需要的不是向心力，而是离心力！

但是，由于在超光速领域牛顿第三定律依然成立，故动量守恒定律仍然适用。

为方便起见，我们讨论超光速领域u>>c时的情况。

当u>>c时，（15）式只取第一、二项，第三项以后忽略不计。

物体的动能为：Ek=(m0c3/u)+(m0c5/2u3)，

同理，物体的质量为：m=(m0c/u)+(m0c3/2u3)

物体的动量为：p=mu=(m0c)+(m0c3/2u2)

将动量对时间求导数：dp/dt=(m0uc3du/dt)=m0uc3a

a为物体的加速度。根据(16)式，

F=-m0uc3a……(17)

上式表明：当u>>c时，物体运动加速度a的大小，与它所受的合外力F、速度u、静止质量m0的大小成正比，其中，c3为比例常数；a的方向与F的方向相反。与牛顿第二定律不一样。

我们讨论超光速领域（u>>c），外力做功与物体的动能变化关系的规律。

当u>>c时，（15）式只取第一项，第二项以后忽略不计。动能为：

Ek=(m0c3/u)

超光速领域（u>>c）的动能定理为：

w=△Ek=m0c3[(1/u2)-(1/u1)]

当合外力做正功时（w>0），物体动能增加（△Ek>0），运动速度减小（u2

当合外力做负功时（w<0），物体动能减小（△Ek<0），运动速度增加（u2>u1）；即物体需要加速时，必须克服阻力做功，向外界释放能量。

下面，我们讨论物体的碰撞情况：

质量为m的小球B静止不动，质量为M的小球A，以速度u（u>>c）沿x轴正方向（向右）与小球B发生弹性碰撞后，速度变为u’。小球A速度变为v’。

原来静止的小球B受到外力为动力（方向向右），故能量增加，速度也增加，但v’＜c＜u’。小球B的速度永远达不到c。

小球A受到的外力为阻力（与其运动方向相反），故能量减小，但速度反而增加，即u’>u>c>v’。

即碰撞前后，超光速的小球A的运动速度，始终大于小球B的运动速度。在碰撞那一刻（△t≈0），小球A能够突破小球B所占的时空而穿越它！这种效应是时空的基本属性引起的,与小球A、B具体结构无关。这是超光速物体具有的最显著的特性！

如果用我们生活的经验进行类比，有点象电磁波能够突破水泥板所占的时空而穿越它！

如能设计出一种转换装置，先把飞行器的静止质量变为零，m0=0，即可在一瞬间飞出去达到光速，进而超过光速，之后，通过转换装置把飞行器的静止质量变为m0≠0，其速度可以比光速快很多倍，并可通过调节其能量来控制速度大小（例如，将火箭燃料往前喷，给飞船阻力，就可使其加速）,用不了几天就可飞到另一个遥远的星系，当靠近星系时再进行反变换，还原成原来的飞行器并安全着陆。

“交界处”——“光速”是一个十分神秘而敏感的地区。如何从低速度到光速，这对于人类目前来说，的确是一个大难题。总有一天，人类可以发现使普通物体静止质量变为零的方法，从而可以达到光速，超越光速，到那时，从低速度到光速就不再是一个梦。

三、对一些超科学现象的解释

在所有的特异功能中，突破空间障碍的现象，最无法用现代科学知识进行解释。

据了解，北京航天医学工程研究所，对特异功能人士张宝胜做了50次有关突破空间障碍的实验，所有封装进入透明玻璃瓶的药片或玻璃试片均做上独特的记号，然后将瓶口烧结。结果张宝胜有25次可以成功的将部份试样从瓶内移出到瓶外，而瓶子没有破。用每秒400张速度的高速摄影机拍摄，可以拍到药片突破器壁的连续过程。证实物体可以互相交错而过，

一九九七年十一月十八日，中国人体科学学会举办了第四届国际学术研讨会，会议邀请了日本、韩国、台湾及中国大陆各省市从事人体科学的学者。会中,张宝胜演示药片穿瓶、铁汤匙扭成“麻花”、超距名片转移等特异功能（药瓶、信封、名片等实验物品全由外宾准备）。在全场近两百位中外学者及十多部摄影机的监视下，在近两个小时内，张宝胜将药品瓶的一百粒药片抖出了九十九粒（封装仍然完好无缺）。在不接触物体的情况下，张宝胜远距离将铁汤匙扭成了“麻花”状，还远距离将一位医生的名片，搬进了双层密封的信封内。

另据了解，中国地质大学人体科学研究所的孙储琳女士也具有“穿壁”等特异功能。在湖北省武汉市的一次实验中，孙储琳将一个封闭药瓶里的药片“抖”出了62粒，药瓶完好无损，封闭如故，但“穿壁而出”的药片在外观上发生了显著的变化。用高速摄影机拍摄，当重放录象慢镜头时发现：在药片“抖”出药瓶的录象画面，只见一道白光。

她还有另一种“穿壁”功能——能够将大于瓶口的物体装入容器内，她的手可以“突破”桌面、玻璃板、墙壁等障碍物，“拍”入另一空间。

她可以将手表、花朵、硬币等物体“远距离”（不接触）定向搬运。她曾经将一只手表、一枚墨西哥硬币、一枚戒指，从1000米以外，用意念运到校长办公桌锁紧的抽屉内。

用超光速理论对上述现象进行解释：功能人用意念使药片等物体处于超光速状态，因而药片可以突破空间障碍，药片与药瓶碰撞穿壁之后，速度非常迅速地减小为零，恢复静止状态。

在药片“抖”出药瓶的录象画面，只见一道白光。那是因为，超光速运动的药片体积变小。由于药片运动的速度接近光速，故在水平方向的长度接近0，在与运动方向垂直方向的长度不变，因而只见一道竖直白光。

四、超光速粒子的探测

方法步骤：

（1）确定超光速粒子的带电性质；

（2）在与超光速粒子运动方向垂直的方向加一强电场，使其受到电场力（F1=EQ）的作用而发生偏转；

（3）在与超光速粒子运动方向垂直的方向加一强磁场，使其受到洛仑滋力（F2=BQV）的作用而发生反向偏转；

（4）调整电场强度E，和磁感应强度B的大小，F1和F2大小相等，方向相反，使超光速粒子沿直线运动。记下E和B的大小。

则超光速粒子的运动速度为：V=E/B

（5）在超光速粒子运动方向上，放置多个厚金属板，在金属板之后射入其它粒子源，使超光速粒子与粒子源发生碰撞，观测被碰粒子碰撞前后的速度变化情况。

关于一个新的物理理论的建立，人们都有以下共识：

第一，一个物理理论的数学推理必须是严谨的；

第二，新的物理理论，必须能够涵盖旧有的所有正确的理论，并能解释旧理论不能解释的东西；

第三，新的物理理论的推论结果，必须与实验结果一致。

论文摘要：

设超光速范围(u>c)的时空变换因子为：k=1/[（u/c）2-1]1/2

超光速范围(u>c)的坐标变换为：

x=k(x’+ut’)

y=y’,z=z’……(1)

根据“相对性原理”，坐标逆变换为：

x’=k(x-ut)

y’=y,z’=z……(2)

根据（1）、（2）得到时间变换为：

t=k{t’-x’[(1/k2)-1]/u}……(3)

时间逆变换为：

t’=k{t+x[(1/k2)-1]/u}……(4)

当△t’=（t2/-t1/）>0时，必有△t=(t2-t1)>0，

即，当我们在一个坐标系观测事物发展为t2>t1时，在另一个坐标系观测事物发展，必有t2/>t1/

这意味着：在超光速范围(u>c)，在不同坐标系观测事物的发展过程，时间具有一致的方向性、不可逆性，超光速不会导致时间倒流。

超光速物体的运动质量：

m=m0/（u2/c2-1）1/2…………(5)

在超光速领域，物体的运动质量(m)随着自己运动速度（u）的增大而减小。当物体运动的速度（u）无穷大时，物体的运动质量(m)等于0。表明物体的运动速度越大，越容易加速。

如果物体的静止质量（m0）不等于0，当物体运动的速度（u）慢到非常接近光速时(u≈c)，物体的运动质量(m)趋于无穷大。

超光速物体的能量为：

E=mc2=m0c2/（u2/c2-1）1/2…………(6)

如果物体的静止质量不等于零，m0≠0，则需要供给它无穷大的能量，它的速度才可能减小到光速c。

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的能量E=0

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的能量E=m0c2

超光速物体的能量和动量的关系式为：

E=（P2c2-m02c4）1/2

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的动量P=m0c

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的动量E=0

由此可见，速度u=0和速度无穷大（∞）的物体，具有某种对称关系。

“时间”和“空间”不能先验地给定，而应当由“物质”及其“运动”所决定。

在宇宙中，并没有速度上限，因而宇宙空间无限大。

在时间上，从大爆炸开始膨胀，许多亿亿年以后便始收缩，然后再膨胀，再收缩……循环往复，以至无穷。大爆炸前宇宙有能量、有运动，并遵循能量守恒定律，因而，大爆炸前也有时间，只不过这些时间永远无法被人们了解罢了。时间，是人们从事物运动发展的过程中抽象出来的概念，总的来说，广义的时间没有开始，也没有结束。

因此，在超光速领域(u>c)，物体不具有核能E0=m0c2，其能量使用方式正好与光速领域情况相反。物体的能量减少（对外做功，释放能量）引起其速度的增加，当物体的能量减少到0时（能量全部释放），物体的速度趋于无穷大(∞)。这说明，无穷大的速度是可以达到的，宇宙不存在极限速度，为了得到无穷大的速度，不仅不需要无穷大的能量，反而需要物体向外界释放全部的能量。

当物体的能量增加（外界对物体做功，供给能量）引起其速度的减少，必须供给物体的能量无穷大(∞)，其物体的速度才能达到光速c。光速c是超光速领域的最低极限。

超光速领域的动量定理表达式为：

F=-dp/dt=-d(mu)/dt……(7)

与光速领域的动量定理相差一个负号。

这样，在超光速领域，物体作圆周运动所需要的不是向心力，而是离心力！

但是，由于在超光速领域牛顿第三定律依然成立，故动量守恒定律仍然适用。

当u>>c时

F=-m0uc3a……(8)

上式表明：当u>>c时，物体运动加速度a的大小，与它所受的合外力F、速度u、静止质量m0的大小成正比，其中，c3为比例常数；a的方向与F的方向相反。与牛顿第二定律不一样。

下面，我们讨论物体的碰撞情况：

质量为m的小球B静止不动，质量为M的小球A，以速度u（u>>c）沿x轴正方向（向右）与小球B发生弹性碰撞后，速度变为u’。小球A速度变为v’。

原来静止的小球B受到外力为动力（方向向右），故能量增加，速度也增加，但v’＜c＜u’。小球B的速度永远达不到c。

小球A受到的外力为阻力（与其运动方向相反），故能量减小，但速度反而增加，即u’>u>c>v’。

即碰撞前后，超光速的小球A的运动速度，始终大于小球B的运动速度。在碰撞那一刻（△t≈0），小球A能够突破小球B所占的时空而穿越它！这种效应是时空的基本属性引起的,与小球A、B具体结构无关。这是超光速物体具有的最显著的特性！

如果用我们生活的经验进行类比，有点象电磁波能够突破水泥板所占的时空而穿越它！

物体范文篇4

设超光速范围(u>c)的时空变换因子为：k=1/[（u/c）2-1]1/2

超光速范围(u>c)的坐标变换为：

x=k(x’+ut’)

y=y’,z=z’……(1)

根据“相对性原理”，坐标逆变换为：

x’=k(x-ut)

y’=y,z’=z……(2)

根据（1）、（2）得到时间变换为：

t=k{t’-x’[(1/k2)-1]/u}……(3)

时间逆变换为：

t’=k{t+x[(1/k2)-1]/u}……(4)

当△t’=（t2/-t1/）>0时，必有△t=(t2-t1)>0，

即，当我们在一个坐标系观测事物发展为t2>t1时，在另一个坐标系观测事物发展，必有t2/>t1/

这意味着：在超光速范围(u>c)，在不同坐标系观测事物的发展过程，时间具有一致的方向性、不可逆性，超光速不会导致时间倒流。

超光速物体的运动质量：

m=m0/（u2/c2-1）1/2…………(5)

在超光速领域，物体的运动质量(m)随着自己运动速度（u）的增大而减小。当物体运动的速度（u）无穷大时，物体的运动质量(m)等于0。表明物体的运动速度越大，越容易加速。

如果物体的静止质量（m0）不等于0，当物体运动的速度（u）慢到非常接近光速时(u≈c)，物体的运动质量(m)趋于无穷大。

超光速物体的能量为：

E=mc2=m0c2/（u2/c2-1）1/2…………(6)

如果物体的静止质量不等于零，m0≠0，则需要供给它无穷大的能量，它的速度才可能减小到光速c。

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的能量E=0

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的能量E=m0c2

超光速物体的能量和动量的关系式为：

E=（P2c2-m02c4）1/2

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的动量P=m0c

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的动量E=0

由此可见，速度u=0和速度无穷大（∞）的物体，具有某种对称关系。

“时间”和“空间”不能先验地给定，而应当由“物质”及其“运动”所决定。

在宇宙中，并没有速度上限，因而宇宙空间无限大。

在时间上，从大爆炸开始膨胀，许多亿亿年以后便始收缩，然后再膨胀，再收缩……循环往复，以至无穷。大爆炸前宇宙有能量、有运动，并遵循能量守恒定律，因而，大爆炸前也有时间，只不过这些时间永远无法被人们了解罢了。时间，是人们从事物运动发展的过程中抽象出来的概念，总的来说，广义的时间没有开始，也没有结束。

因此，在超光速领域(u>c)，物体不具有核能E0=m0c2，其能量使用方式正好与光速领域情况相反。物体的能量减少（对外做功，释放能量）引起其速度的增加，当物体的能量减少到0时（能量全部释放），物体的速度趋于无穷大(∞)。这说明，无穷大的速度是可以达到的，宇宙不存在极限速度，为了得到无穷大的速度，不仅不需要无穷大的能量，反而需要物体向外界释放全部的能量。

当物体的能量增加（外界对物体做功，供给能量）引起其速度的减少，必须供给物体的能量无穷大(∞)，其物体的速度才能达到光速c。光速c是超光速领域的最低极限。

超光速领域的动量定理表达式为：

F=-dp/dt=-d(mu)/dt……(7)

与光速领域的动量定理相差一个负号。

这样，在超光速领域，物体作圆周运动所需要的不是向心力，而是离心力！

但是，由于在超光速领域牛顿第三定律依然成立，故动量守恒定律仍然适用。

当u>>c时

F=-m0uc3a……(8)

上式表明：当u>>c时，物体运动加速度a的大小，与它所受的合外力F、速度u、静止质量m0的大小成正比，其中，c3为比例常数；a的方向与F的方向相反。与牛顿第二定律不一样。

下面，我们讨论物体的碰撞情况：

质量为m的小球B静止不动，质量为M的小球A，以速度u（u>>c）沿x轴正方向（向右）与小球B发生弹性碰撞后，速度变为u’。小球A速度变为v’。

原来静止的小球B受到外力为动力（方向向右），故能量增加，速度也增加，但v’＜c＜u’。小球B的速度永远达不到c。

小球A受到的外力为阻力（与其运动方向相反），故能量减小，但速度反而增加，即u’>u>c>v’。

即碰撞前后，超光速的小球A的运动速度，始终大于小球B的运动速度。在碰撞那一刻（△t≈0），小球A能够突破小球B所占的时空而穿越它！这种效应是时空的基本属性引起的,与小球A、B具体结构无关。这是超光速物体具有的最显著的特性！

如果用我们生活的经验进行类比，有点象电磁波能够突破水泥板所占的时空而穿越它！

。。。。。。用超光速理论对上述现象进行解释：功能人用意念使药片等物体处于超光速状态，因而药片可以突破空间障碍，药片与药瓶碰撞穿壁之后，速度非常迅速地减小为零，恢复静止状态。

在药片“抖”出药瓶的录象画面，只见一道白光。那是因为，超光速运动的药片体积变小。由于药片运动的速度接近光速，故在水平方向的长度接近0，在与运动方向垂直方向的长度不变，因而只见一道竖直白光。

一、超光速物体存在的可能性

根据爱因斯坦狭义相对论，物体的能量为：

从上式可看出，一切物体的运动速度V都不可能大于光速c（光在真空中的速度）。

如果物体的静止质量m0=0（例如光子），它的运动速度V可以达到光速c，但不可能大于光速c。

如果物体的静止质量m0≠0，为了把物体加速到光速，就需要无穷大的能量。

因此，爱因斯坦认为光速c是宇宙的极限速度。

根据量子力学的理论，在相互纠缠的微观粒子（如电子、光子等）之间，存在某种不可思议的超光速关联，如果对其中的一个粒子进行测量，另一个粒子将会瞬时“感应”到这种影响，并发生相应的变化，而无论它们相距多远。这种信息的传递是“超光速”的。

在宇宙中，既然有始终以光速运动的光子，有始终以低于光速的速度运动的粒子，为什么不会有始终以高于光速的速度运动的粒子呢？也许，宇宙中本来就存在速度始终高于光速的粒子。

现代科学认为，我们目前的宇宙，起源于大约150亿年前的一次“大爆炸”。爆炸前的“宇宙”的体积无限小，“宇宙”具有的能量E是一个有限值。根据爱因斯坦质能关系E=c2m得知，宇宙的能量E部分转换为质量，便有了质子、中子和电子，原子、分子、银河系、太阳系、地球、动植物、人类……

现代科学认为，对于爆炸前的“宇宙”，当今人类掌握的一切科学知识完全失效。因此，宇宙“大爆炸”发生那一刻，完全有可能在产生质子、中子和电子的同时，也直接产生了超光速粒子。

到目前为止，宇宙中被发现共有4种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。作用的方式是交换粒子，而粒子的运动速度则被限制在光速c之内。因此，处在光速中的光子，只能在其迎面方向上受力而减速（例如光在玻璃中的运动速度小于c），而不可能在其运动方向上受力而加速，因为以上4种基本相互作用交换的粒子，不可能从背后追上（真空中的）光子而使其加速。

如果宇宙中本来就存在第5种基本相互作用，交换的粒子是超光速的（称为超子），那么，超子就可以从背后追上（真空中的）光子，发生碰撞而使其加速。

我认为，人类发现超光速物体是迟早的事情。下面，我们在惯性参照系范围探讨超光速领域（u>c）物体运动的规律，其目的是企图发现新的时空理论、新的物理规律、新的能源使用方式。

二、超光速理论

1、超光速时空坐标变换

与爱因斯坦狭义相对论所建立的时空观，集中表现在洛仑滋变换一样，超光速时空观集中反映在从一惯性系到另一惯性系的时空坐标变换式。

爱因斯坦狭义相对论建立的两个理论基础是：“光速不变原理”和“相对性原理”，由此可求得收缩因子：

k’=1/[1-(u/c)2]1/2

进而得到新的时空坐标变换式——洛仑滋变换。

在超光速领域，假定“相对性原理”仍然适用，会不会有一个与“光速不变原理”相对应的“某种速度不变原理”呢？如果有，这个“速度”是否会代替“光速”而成为宇宙的极限速度？

假设存在这么一个“速度”，表示为V=nc(n>1)，“速度V不变原理”的数学表达式相应修改为：

x=tnc（在静止坐标系S）

x’=t’nc（在速度为u的惯性坐标系S’）

“相对性原理”的数学表达式为：

x=k(x’+ut’)

x’=k(x-ut)

由此我们可以得到:

1/k=[1-(u2/n2c2)]1/2

但是，当坐标系运动速度u接近光速c时,

1/k=[1-(1/n2)]1/2

这意味着：当运动时钟的速度u接近光速c时，运动时钟的时间并不趋于“停滞”，运动尺子的长度也并不趋于“0”。

为了保证能够与爱因斯坦狭义相对论的时空衔接，我们只能规定：n趋于无穷大！

假定存在一个“无穷大速度的不变原理”是没有任何意义的！所以，我们得到的结论是：在超光速领域，有一个与“光速不变原理”相对应的“速度V不变原理”的假定不能成立！

我们不能用推导“洛伦兹变换”那样的方法，来推导超光速范围的“时空坐标变换”，因为我们缺少一个与“光速不变原理”相对应的“已知条件”，但是，我们可以确定这种“变换”的原则——在速度“交界处”（当物体运动速度非常接近光速c时），关于最基本物理量“时间”和“空间”性质的结论，“新理论”必须与“爱因斯坦狭义相对论”具有严格的一致性，两者不能相互矛盾。

在实数范围内，满足超光速领域“时空变换”的变换因子，最简单的只有两个：K1=1/[（u/c）2-1]1/2和K2=1/[1-（c/u）2]1/2

下面，我们只讨论K1=1/[（u/c）2-1]1/2的情况

为此，我们假定：惯性坐标系S''''相对于固定在地球上静止的坐标系S，以速度u(u>c)沿x轴方向运动，x''''与x在同一轴上，且t=0时，O''''与O重合(如下图)：

设超光速范围(u>c)的坐标变换为：

x=k(x’+ut’)

y=y’,z=z’……(1)

根据“相对性原理”，坐标逆变换为：

x’=k(x-ut)

y’=y,z’=z……(2)

由（1）得到：△x=k(△x’+u△t’)，

在运动坐标系S’的某一时刻（△t’=0），测量物体的长度△x’，

则△x’=△x/k……(3)

根据（1）、（2）得到时间变换为：

t=k{t’-x’[(1/k2)-1]/u}……(4)

时间逆变换为：

t’=k{t+x[(1/k2)-1]/u}……(5)

如果在静止坐标系S观测某个时钟发生的时间间隔为△t，在运动惯性坐标系S’观测这个静止于S’的时钟发生的时间间隔为△t’，则：△t=k{△t’-△x’[(1/k2)-1]/u}

由于是由S’系内静止时钟(在S’系中没有移动)所记录的，对于这个钟而言显然有△x’=0，所以和之间的关系可更简单地表示为：

△t’=△t/k.……(6)

其中，

k=1/[（u/c）2-1]1/2……(7)

以上(1)-（7）式称为谭强变换。

2、运动尺度和运动时钟

A）当尺子和时钟的运动速度c1，结果是：

1）△x’=△x/k，△x’<△x，即运动的尺子缩短。

运动尺子的速度越快（u越大），u/c越大，k越小，尺子缩短的程度越小。

当尺子的运动速度大到u=21/2C时，k=1，尺子不再缩短，其长度与在静止于地球的坐标系测量到的长度一模一样。

运动尺子的速度越慢（u越小），u/c越小，k越大，尺子缩短的程度越大。

当尺子速度慢到非常接近光速时(u≈c)，1/k趋于0，运动的尺子几乎没有长度（△x’≈0）。

运动的尺子缩短这种效应，是时空的基本属性引起的,与物体内部结构无关。

2）△t’=△t/k,因为k>1，所以△t’<△t，即运动的时钟变慢。

时钟运动的速度越快（u越大），u/c越大，k越小，时钟慢的程度越小。

当时钟的运动速度大到u=21/2c时，k=1，时钟不再变慢，其情况与在静止于地球坐标系观测到的时钟一模一样。

当时钟运动的速度慢到非常接近光速时(u≈c)，1/k趋于0，运动时钟的时间几乎“停滞”（△t’≈0）。

与运动的尺子缩短一样，这种效应是时空的基本属性引起的,与钟的具体结构无关。

B)当尺子和时钟的运动速度u>21/2C时，k<1，(1/k)>1,结果是：

1）△x’=△x/k,△x’>△x，即运动的尺子伸长。

运动尺子的速度越快（u越大），u/c越大，1/k越大，伸长得越厉害.

当尺子速度（u）无穷大时，1/k趋于无穷大，运动尺子的长度也趋于无穷长。

2）△t’=△t/k,因为k<1，(1/k)>1,所以△t’>△t，即运动的时钟变快。

时钟运动的速度越大（u越大），u/c越大，1/k越大，时钟走得越快。

当时钟运动的速度（u）无穷大时，1/k趋于无穷大，运动时钟的运行时间也无穷快。由此可知，从生物的寿命角度考虑，太空飞行的速度并不是越大越好。无人驾驶飞行器的速度则是越大越好，它可以迅速抵达目的地，在寿命问题上也无后顾之忧。

这种效应是时空的基本属性引起的，与钟的具体结构无关。

当局限于匀速直线运动时，运动时钟的快慢和运动尺子的伸缩效应都是相对效应。都是运动着的物质相互之间的时空关系的反映，并不是主观感觉的产物。

在静止坐标系看到运动时钟变慢了，在运动坐标系看到固定在静止坐标系的时钟也是运动的，因而静止时钟也变慢了。

同样，在静止坐标系看到运动尺子变短了，在运动坐标系看到固定在静止坐标系的尺子也是运动的，因而静止尺子也变短了。

在有加速运动的情形下，运动时钟的快慢和运动尺子的伸缩效应都具有绝对效应。

这些现象在实际中是可以观测到的。

例如，μ子静止时的平均寿命为2.197X10-6秒，实验使μ子在磁场中作高速圆周运动，发现其平均寿命变为26.69X10-6秒,寿命延缓了12倍多，与狭义相对论的理论值相符。

这一结果，从另一侧面反映：物体的运动有绝对的一面。

因为，固定在磁场中作高速圆周运动的物体作参考系的观测者，他看到静止在地面上的μ子也是作高速圆周运动的，这样，静止在地面上的μ子平均寿命变为26.69X10-6秒,寿命延缓了12倍多。实际上并不是如此。

3、事物的绝对因果律

一切事物都是运动发展的。事物发展有一定的因果关系，通过物质运动的联系，作为原因的第一事件，导致作为结果的第二事件。这种因果关系是绝对的，不依赖于参考系而转移。时间概念就是从事物的发展中抽象出来的。正确的时空观必须反映事物发展的绝对因果性。在任何情况下时间都不可以倒流，最多时间可以停止。

由(6)△t’=△t/k可知，

当△t’=（t2/-t1/）>0时，必有△t=(t2-t1)>0，

即，当我们在一个坐标系观测事物发展为t2>t1时，在另一个坐标系观测事物发展，必有t2/>t1/

这意味着：在超光速范围(u>c)，在不同坐标系观测事物的发展过程，时间具有一致的方向性、不可逆性，超光速不会导致时间倒流。

4、超光速物体的速度变换公式

在超光速物体运动的速度（u）方向(x轴)上，根据谭强变换，

得V’=dx’/dt’=（V-u）/{1+V[(1/k2)-1]/u},

将k=1/[（u/c）2-1]1/2代入，

（在坐标系S’观测）速度变换为：

V’=dx’/dt’

=（V-u）/[1+V（u2-2c2）/uc2]………(8)

（在坐标系S观测）速度逆变换为：

V=dx/dt

=（V’+u）/[1-V’（u2-2c2）/uc2………(9)

所以，超光速物体运动的速度V，可以在V’的基础上无限制地叠加。

虽然光速已不再是速度的极限，并且“光速不变”也不再适用于超光速系，但是，光速仍然是一种具有特殊意义的临界速度，它作为“普通物体”和“超光速物体”的速度“分界线”，仍然是一种非常重要的特征速度！

5、超光速物体的质量

在超光速领域，我们有理由作以下假定：

1、牛顿第一运动定律仍然适用：如果物体不受力，将保持静止状态或匀速运动状态；

2、牛顿第三运动定律仍然适用：作用力与反作用力大小相等、方向相反，在同一直线上，分别作用在不同物体上，他们同时存在，同时消失；

3、相对性原理仍然适用：在所有惯性参考系中，物理定律的数学表达形式都相同，即所有的惯性参考系都是等价的。

4、动量守恒定律仍然适用：如果系统不受外力，动量守恒；

5、能量守恒定律仍然适用。

设有两个大小、形状一样的小球A、B，相距一段距离，静止时两个小球的质量都是m0，现在，其中一个小球B静止不动，另一个小球A跟随运动的坐标系S’一起以速度u沿x轴方向运动（m为小球的运动质量），两个小球发生完全非弹性碰撞。

第一，在静止坐标系S中观测：我们看到，两个小球发生碰撞之前的总动量是（um+0），发生完全非弹性碰撞之后，两个小球粘在一起，它们的质量均发生变化，但两个小球的质量之和不变，等于（m0+m），设v为碰撞之后两个小球粘在一起的共同速度，则碰撞之后两个小球的总动量是（m0+m）v。

根据动量守恒定律得：um=（m0+m）v

上式也可以写成：u/v=1+(m0/m)……………(10)

第二，上面所发生的事情,我们也可以在另一个运动的坐标系S’中观测：我们看到，跟随S’系一起运动的小球A是静止的。此时，我们看到小球B不是静止的，它的速度是（-u），小球B的质量也不再是m0，而是m，它的动量是（-um），两个小球发生碰撞之前的总动量是（-um+0）。发生完全非弹性碰撞之后，两个小球粘在一起，它们的质量均发生变化，但两个小球的质量之和不变，等于（m0+m），设u’为碰撞之后两个小球粘在一起的共同速度，则两个小球的总动量是（m0+m）u’。根据动量守恒定律得：

-um=（m0+m）u’……………(11)

由(10)、(11)两式得u’=-v,（即在两个不同坐标系观测到：小球碰撞之后粘在一起的共同速度，大小相等，方向相反。）

将u’=-v,代入“速度变换”变换（8）式:

整理得：:c2(u/V)2-2c2(u/V)+(2c2-u2)=0,

解方程得：(u/V)=1+[（u2-c2）1/2]/c……………(12)

对比（10）、（12）两式，得到超光速物体的运动质量：

m=m0/（u2/c2-1）1/2…………(13)

(13)式与狭义相对论质量公式m=m0/【（1-u2/c2）】1/2有些相似，但物理含义不同。在超光速领域，物体的运动质量(m)随着自己运动速度（u）的增大而减小。当物体运动的速度（u）无穷大时，物体的运动质量(m)等于0。表明物体的运动速度越大，越容易加速。

如果物体的静止质量（m0）不等于0，当物体运动的速度（u）慢到非常接近光速时(u≈c)，物体的运动质量(m)趋于无穷大。

6、超光速物体的能量和动量

物体做功的本领，用能量的大小表示。

物体所受的合力为：F=d(mu)/dt，

物体能量（E）的微分为：dE=Fdx=F.udt=ud(mu)

将（13）：m=cm0/（u2-c2）1/2代入上式得：

dE=cm0ud[u/（u2-c2）1/2]

=cm0u{-c2/（u2-c2）3/2}du

=(-m0c3/2)（u2-c2）-3/2d(u2)

将物体的速度从无穷大(∞)，到u(u>c)求积分，得到超光速物体的能量为：

E=mc2=m0c2/（u2/c2-1）1/2…………(14)

如果物体的静止质量不等于零，m0≠0，则需要供给它无穷大的能量，它的速度才可能减小到光速c。

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的能量E=0

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的能量E=m0c2

由(14)得：E2=m02c4/（u2/c2-1）

而动量P=mu,P2c2=（muc）2=m02u2c2/（u2/c2-1）

由此得：P2c2-E2=m02c4

超光速物体的能量和动量的关系式为：

E=（P2c2-m02c4）1/2

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的动量P=m0c

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的动量E=0

由此可见，速度u=0和速度无穷大（∞）的物体，具有某种对称关系。

“时间”和“空间”不能先验地给定，而应当由“物质”及其“运动”所决定。

在宇宙中，并没有速度上限，因而宇宙空间无限大。

在时间上，从大爆炸开始膨胀，许多亿亿年以后便始收缩，然后再膨胀，再收缩……循环往复，以至无穷。大爆炸前宇宙有能量、有运动，并遵循能量守恒定律，因而，大爆炸前也有时间，只不过这些时间永远无法被人们了解罢了。时间，是人们从事物运动发展的过程中抽象出来的概念，总的来说，广义的时间没有开始，也没有结束。

将1/[(u/c)2-1]1/2展开，(14)式可以写成：

E=m0c2/[(u/c)2-1]1/2

=(m0c3/u)+(m0c5/2u3)+(3m0c7/8u5)+………(15)

与以下狭义相对论质能公式对比：

E=m0c2/[1-(u/c)2]1/2

=(m0c2)+(m0u2/2)+(3m0u4/8c2)+…

我们发现，(15)式已经没有与E0=m0c2对应的静止质量，只有与运动速度相关的动能。

因此，在超光速领域(u>c)，物体不具有核能E0=m0c2，其能量使用方式正好与光速领域情况相反。物体的能量减少（对外做功，释放能量）引起其速度的增加，当物体的能量减少到0时（能量全部释放），物体的速度趋于无穷大(∞)。这说明，无穷大的速度是可以达到的，宇宙不存在极限速度，为了得到无穷大的速度，不仅不需要无穷大的能量，反而需要物体向外界释放全部的能量。

当物体的能量增加（外界对物体做功，供给能量）引起其速度的减少，必须供给物体的能量无穷大(∞)，其物体的速度才能达到光速c。光速c是超光速领域的最低极限。

由此可知，超光速领域的动量定理表达式为：

F=-dp/dt=-d(mu)/dt……(16)

与光速领域的动量定理相差一个负号。

这样，在超光速领域，物体作圆周运动所需要的不是向心力，而是离心力！

但是，由于在超光速领域牛顿第三定律依然成立，故动量守恒定律仍然适用。

为方便起见，我们讨论超光速领域u>>c时的情况。

当u>>c时，（15）式只取第一、二项，第三项以后忽略不计。

物体的动能为：Ek=(m0c3/u)+(m0c5/2u3)，

同理，物体的质量为：m=(m0c/u)+(m0c3/2u3)

物体的动量为：p=mu=(m0c)+(m0c3/2u2)

将动量对时间求导数：dp/dt=(m0uc3du/dt)=m0uc3a

a为物体的加速度。根据(16)式，

F=-m0uc3a……(17)

上式表明：当u>>c时，物体运动加速度a的大小，与它所受的合外力F、速度u、静止质量m0的大小成正比，其中，c3为比例常数；a的方向与F的方向相反。与牛顿第二定律不一样。

我们讨论超光速领域（u>>c），外力做功与物体的动能变化关系的规律。

当u>>c时，（15）式只取第一项，第二项以后忽略不计。动能为：

Ek=(m0c3/u)

超光速领域（u>>c）的动能定理为：

w=△Ek=m0c3[(1/u2)-(1/u1)]

当合外力做正功时（w>0），物体动能增加（△Ek>0），运动速度减小（u2

当合外力做负功时（w<0），物体动能减小（△Ek<0），运动速度增加（u2>u1）；即物体需要加速时，必须克服阻力做功，向外界释放能量。

下面，我们讨论物体的碰撞情况：

质量为m的小球B静止不动，质量为M的小球A，以速度u（u>>c）沿x轴正方向（向右）与小球B发生弹性碰撞后，速度变为u’。小球A速度变为v’。

原来静止的小球B受到外力为动力（方向向右），故能量增加，速度也增加，但v’＜c＜u’。小球B的速度永远达不到c。

小球A受到的外力为阻力（与其运动方向相反），故能量减小，但速度反而增加，即u’>u>c>v’。

即碰撞前后，超光速的小球A的运动速度，始终大于小球B的运动速度。在碰撞那一刻（△t≈0），小球A能够突破小球B所占的时空而穿越它！这种效应是时空的基本属性引起的,与小球A、B具体结构无关。这是超光速物体具有的最显著的特性！

如果用我们生活的经验进行类比，有点象电磁波能够突破水泥板所占的时空而穿越它！

如能设计出一种转换装置，先把飞行器的静止质量变为零，m0=0，即可在一瞬间飞出去达到光速，进而超过光速，之后，通过转换装置把飞行器的静止质量变为m0≠0，其速度可以比光速快很多倍，并可通过调节其能量来控制速度大小（例如，将火箭燃料往前喷，给飞船阻力，就可使其加速）,用不了几天就可飞到另一个遥远的星系，当靠近星系时再进行反变换，还原成原来的飞行器并安全着陆。

“交界处”——“光速”是一个十分神秘而敏感的地区。如何从低速度到光速，这对于人类目前来说，的确是一个大难题。总有一天，人类可以发现使普通物体静止质量变为零的方法，从而可以达到光速，超越光速，到那时，从低速度到光速就不再是一个梦。

三、对一些超科学现象的解释

在所有的特异功能中，突破空间障碍的现象，最无法用现代科学知识进行解释。

据了解，北京航天医学工程研究所，对特异功能人士张宝胜做了50次有关突破空间障碍的实验，所有封装进入透明玻璃瓶的药片或玻璃试片均做上独特的记号，然后将瓶口烧结。结果张宝胜有25次可以成功的将部份试样从瓶内移出到瓶外，而瓶子没有破。用每秒400张速度的高速摄影机拍摄，可以拍到药片突破器壁的连续过程。证实物体可以互相交错而过，

一九九七年十一月十八日，中国人体科学学会举办了第四届国际学术研讨会，会议邀请了日本、韩国、台湾及中国大陆各省市从事人体科学的学者。会中,张宝胜演示药片穿瓶、铁汤匙扭成“麻花”、超距名片转移等特异功能（药瓶、信封、名片等实验物品全由外宾准备）。在全场近两百位中外学者及十多部摄影机的监视下，在近两个小时内，张宝胜将药品瓶的一百粒药片抖出了九十九粒（封装仍然完好无缺）。在不接触物体的情况下，张宝胜远距离将铁汤匙扭成了“麻花”状，还远距离将一位医生的名片，搬进了双层密封的信封内。

另据了解，中国地质大学人体科学研究所的孙储琳女士也具有“穿壁”等特异功能。在湖北省武汉市的一次实验中，孙储琳将一个封闭药瓶里的药片“抖”出了62粒，药瓶完好无损，封闭如故，但“穿壁而出”的药片在外观上发生了显著的变化。用高速摄影机拍摄，当重放录象慢镜头时发现：在药片“抖”出药瓶的录象画面，只见一道白光。

她还有另一种“穿壁”功能——能够将大于瓶口的物体装入容器内，她的手可以“突破”桌面、玻璃板、墙壁等障碍物，“拍”入另一空间。

她可以将手表、花朵、硬币等物体“远距离”（不接触）定向搬运。她曾经将一只手表、一枚墨西哥硬币、一枚戒指，从1000米以外，用意念运到校长办公桌锁紧的抽屉内。

用超光速理论对上述现象进行解释：功能人用意念使药片等物体处于超光速状态，因而药片可以突破空间障碍，药片与药瓶碰撞穿壁之后，速度非常迅速地减小为零，恢复静止状态。

在药片“抖”出药瓶的录象画面，只见一道白光。那是因为，超光速运动的药片体积变小。由于药片运动的速度接近光速，故在水平方向的长度接近0，在与运动方向垂直方向的长度不变，因而只见一道竖直白光。

四、超光速粒子的探测

方法步骤：

（1）确定超光速粒子的带电性质；

（2）在与超光速粒子运动方向垂直的方向加一强电场，使其受到电场力（F1=EQ）的作用而发生偏转；

（3）在与超光速粒子运动方向垂直的方向加一强磁场，使其受到洛仑滋力（F2=BQV）的作用而发生反向偏转；

（4）调整电场强度E，和磁感应强度B的大小，F1和F2大小相等，方向相反，使超光速粒子沿直线运动。记下E和B的大小。

则超光速粒子的运动速度为：V=E/B

（5）在超光速粒子运动方向上，放置多个厚金属板，在金属板之后射入其它粒子源，使超光速粒子与粒子源发生碰撞，观测被碰粒子碰撞前后的速度变化情况。

关于一个新的物理理论的建立，人们都有以下共识：

第一，一个物理理论的数学推理必须是严谨的；

物体范文篇5

设超光速范围(u>c)的时空变换因子为：k=1/[（u/c）2-1]1/2

超光速范围(u>c)的坐标变换为：

x=k(x’+ut’)

y=y’,z=z’……(1)

根据“相对性原理”，坐标逆变换为：

x’=k(x-ut)

y’=y,z’=z……(2)

根据（1）、（2）得到时间变换为：

t=k{t’-x’[(1/k2)-1]/u}……(3)

时间逆变换为：

t’=k{t+x[(1/k2)-1]/u}……(4)

当△t’=（t2/-t1/）>0时，必有△t=(t2-t1)>0，

即，当我们在一个坐标系观测事物发展为t2>t1时，在另一个坐标系观测事物发展，必有t2/>t1/

这意味着：在超光速范围(u>c)，在不同坐标系观测事物的发展过程，时间具有一致的方向性、不可逆性，超光速不会导致时间倒流。

超光速物体的运动质量：

m=m0/（u2/c2-1）1/2…………(5)

在超光速领域，物体的运动质量(m)随着自己运动速度（u）的增大而减小。当物体运动的速度（u）无穷大时，物体的运动质量(m)等于0。表明物体的运动速度越大，越容易加速。

如果物体的静止质量（m0）不等于0，当物体运动的速度（u）慢到非常接近光速时(u≈c)，物体的运动质量(m)趋于无穷大。

超光速物体的能量为：

E=mc2=m0c2/（u2/c2-1）1/2…………(6)

如果物体的静止质量不等于零，m0≠0，则需要供给它无穷大的能量，它的速度才可能减小到光速c。

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的能量E=0

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的能量E=m0c2

超光速物体的能量和动量的关系式为：

E=（P2c2-m02c4）1/2

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的动量P=m0c

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的动量E=0

由此可见，速度u=0和速度无穷大（∞）的物体，具有某种对称关系。

“时间”和“空间”不能先验地给定，而应当由“物质”及其“运动”所决定。

在宇宙中，并没有速度上限，因而宇宙空间无限大。

在时间上，从大爆炸开始膨胀，许多亿亿年以后便始收缩，然后再膨胀，再收缩……循环往复，以至无穷。大爆炸前宇宙有能量、有运动，并遵循能量守恒定律，因而，大爆炸前也有时间，只不过这些时间永远无法被人们了解罢了。时间，是人们从事物运动发展的过程中抽象出来的概念，总的来说，广义的时间没有开始，也没有结束。

因此，在超光速领域(u>c)，物体不具有核能E0=m0c2，其能量使用方式正好与光速领域情况相反。物体的能量减少（对外做功，释放能量）引起其速度的增加，当物体的能量减少到0时（能量全部释放），物体的速度趋于无穷大(∞)。这说明，无穷大的速度是可以达到的，宇宙不存在极限速度，为了得到无穷大的速度，不仅不需要无穷大的能量，反而需要物体向外界释放全部的能量。

当物体的能量增加（外界对物体做功，供给能量）引起其速度的减少，必须供给物体的能量无穷大(∞)，其物体的速度才能达到光速c。光速c是超光速领域的最低极限。

超光速领域的动量定理表达式为：

F=-dp/dt=-d(mu)/dt……(7)

与光速领域的动量定理相差一个负号。

这样，在超光速领域，物体作圆周运动所需要的不是向心力，而是离心力！

但是，由于在超光速领域牛顿第三定律依然成立，故动量守恒定律仍然适用。

当u>>c时

F=-m0uc3a……(8)

上式表明：当u>>c时，物体运动加速度a的大小，与它所受的合外力F、速度u、静止质量m0的大小成正比，其中，c3为比例常数；a的方向与F的方向相反。与牛顿第二定律不一样。

下面，我们讨论物体的碰撞情况：

质量为m的小球B静止不动，质量为M的小球A，以速度u（u>>c）沿x轴正方向（向右）与小球B发生弹性碰撞后，速度变为u’。小球A速度变为v’。

原来静止的小球B受到外力为动力（方向向右），故能量增加，速度也增加，但v’＜c＜u’。小球B的速度永远达不到c。

小球A受到的外力为阻力（与其运动方向相反），故能量减小，但速度反而增加，即u’>u>c>v’。

即碰撞前后，超光速的小球A的运动速度，始终大于小球B的运动速度。在碰撞那一刻（△t≈0），小球A能够突破小球B所占的时空而穿越它！这种效应是时空的基本属性引起的,与小球A、B具体结构无关。这是超光速物体具有的最显著的特性！

如果用我们生活的经验进行类比，有点象电磁波能够突破水泥板所占的时空而穿越它！

。。。。。。用超光速理论对上述现象进行解释：功能人用意念使药片等物体处于超光速状态，因而药片可以突破空间障碍，药片与药瓶碰撞穿壁之后，速度非常迅速地减小为零，恢复静止状态。

在药片“抖”出药瓶的录象画面，只见一道白光。那是因为，超光速运动的药片体积变小。由于药片运动的速度接近光速，故在水平方向的长度接近0，在与运动方向垂直方向的长度不变，因而只见一道竖直白光。

一、超光速物体存在的可能性

根据爱因斯坦狭义相对论，物体的能量为：

从上式可看出，一切物体的运动速度V都不可能大于光速c（光在真空中的速度）。

如果物体的静止质量m0=0（例如光子），它的运动速度V可以达到光速c，但不可能大于光速c。

如果物体的静止质量m0≠0，为了把物体加速到光速，就需要无穷大的能量。

因此，爱因斯坦认为光速c是宇宙的极限速度。

根据量子力学的理论，在相互纠缠的微观粒子（如电子、光子等）之间，存在某种不可思议的超光速关联，如果对其中的一个粒子进行测量，另一个粒子将会瞬时“感应”到这种影响，并发生相应的变化，而无论它们相距多远。这种信息的传递是“超光速”的。

在宇宙中，既然有始终以光速运动的光子，有始终以低于光速的速度运动的粒子，为什么不会有始终以高于光速的速度运动的粒子呢？也许，宇宙中本来就存在速度始终高于光速的粒子。

现代科学认为，我们目前的宇宙，起源于大约150亿年前的一次“大爆炸”。爆炸前的“宇宙”的体积无限小，“宇宙”具有的能量E是一个有限值。根据爱因斯坦质能关系E=c2m得知，宇宙的能量E部分转换为质量，便有了质子、中子和电子，原子、分子、银河系、太阳系、地球、动植物、人类……

现代科学认为，对于爆炸前的“宇宙”，当今人类掌握的一切科学知识完全失效。因此，宇宙“大爆炸”发生那一刻，完全有可能在产生质子、中子和电子的同时，也直接产生了超光速粒子。

到目前为止，宇宙中被发现共有4种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。作用的方式是交换粒子，而粒子的运动速度则被限制在光速c之内。因此，处在光速中的光子，只能在其迎面方向上受力而减速（例如光在玻璃中的运动速度小于c），而不可能在其运动方向上受力而加速，因为以上4种基本相互作用交换的粒子，不可能从背后追上（真空中的）光子而使其加速。

如果宇宙中本来就存在第5种基本相互作用，交换的粒子是超光速的（称为超子），那么，超子就可以从背后追上（真空中的）光子，发生碰撞而使其加速。

我认为，人类发现超光速物体是迟早的事情。下面，我们在惯性参照系范围探讨超光速领域（u>c）物体运动的规律，其目的是企图发现新的时空理论、新的物理规律、新的能源使用方式。

二、超光速理论

1、超光速时空坐标变换

与爱因斯坦狭义相对论所建立的时空观，集中表现在洛仑滋变换一样，超光速时空观集中反映在从一惯性系到另一惯性系的时空坐标变换式。

爱因斯坦狭义相对论建立的两个理论基础是：“光速不变原理”和“相对性原理”，由此可求得收缩因子：

k’=1/[1-(u/c)2]1/2

进而得到新的时空坐标变换式——洛仑滋变换。

在超光速领域，假定“相对性原理”仍然适用，会不会有一个与“光速不变原理”相对应的“某种速度不变原理”呢？如果有，这个“速度”是否会代替“光速”而成为宇宙的极限速度？

假设存在这么一个“速度”，表示为V=nc(n>1)，“速度V不变原理”的数学表达式相应修改为：

x=tnc（在静止坐标系S）

x’=t’nc（在速度为u的惯性坐标系S’）

“相对性原理”的数学表达式为：

x=k(x’+ut’)

x’=k(x-ut)

由此我们可以得到:

1/k=[1-(u2/n2c2)]1/2

但是，当坐标系运动速度u接近光速c时,

1/k=[1-(1/n2)]1/2

这意味着：当运动时钟的速度u接近光速c时，运动时钟的时间并不趋于“停滞”，运动尺子的长度也并不趋于“0”。

为了保证能够与爱因斯坦狭义相对论的时空衔接，我们只能规定：n趋于无穷大！

假定存在一个“无穷大速度的不变原理”是没有任何意义的！所以，我们得到的结论是：在超光速领域，有一个与“光速不变原理”相对应的“速度V不变原理”的假定不能成立！

我们不能用推导“洛伦兹变换”那样的方法，来推导超光速范围的“时空坐标变换”，因为我们缺少一个与“光速不变原理”相对应的“已知条件”，但是，我们可以确定这种“变换”的原则——在速度“交界处”（当物体运动速度非常接近光速c时），关于最基本物理量“时间”和“空间”性质的结论，“新理论”必须与“爱因斯坦狭义相对论”具有严格的一致性，两者不能相互矛盾。

在实数范围内，满足超光速领域“时空变换”的变换因子，最简单的只有两个：K1=1/[（u/c）2-1]1/2和K2=1/[1-（c/u）2]1/2

下面，我们只讨论K1=1/[（u/c）2-1]1/2的情况

为此，我们假定：惯性坐标系S''''相对于固定在地球上静止的坐标系S，以速度u(u>c)沿x轴方向运动，x''''与x在同一轴上，且t=0时，O''''与O重合(如下图)：

设超光速范围(u>c)的坐标变换为：

x=k(x’+ut’)

y=y’,z=z’……(1)

根据“相对性原理”，坐标逆变换为：

x’=k(x-ut)

y’=y,z’=z……(2)

由（1）得到：△x=k(△x’+u△t’)，

在运动坐标系S’的某一时刻（△t’=0），测量物体的长度△x’，

则△x’=△x/k……(3)

根据（1）、（2）得到时间变换为：

t=k{t’-x’[(1/k2)-1]/u}……(4)

时间逆变换为：

t’=k{t+x[(1/k2)-1]/u}……(5)

如果在静止坐标系S观测某个时钟发生的时间间隔为△t，在运动惯性坐标系S’观测这个静止于S’的时钟发生的时间间隔为△t’，则：△t=k{△t’-△x’[(1/k2)-1]/u}

由于是由S’系内静止时钟(在S’系中没有移动)所记录的，对于这个钟而言显然有△x’=0，所以和之间的关系可更简单地表示为：

△t’=△t/k.……(6)

其中，

k=1/[（u/c）2-1]1/2……(7)

以上(1)-（7）式称为谭强变换。

2、运动尺度和运动时钟

A）当尺子和时钟的运动速度c1，结果是：

1）△x’=△x/k，△x’<△x，即运动的尺子缩短。

运动尺子的速度越快（u越大），u/c越大，k越小，尺子缩短的程度越小。

当尺子的运动速度大到u=21/2C时，k=1，尺子不再缩短，其长度与在静止于地球的坐标系测量到的长度一模一样。

运动尺子的速度越慢（u越小），u/c越小，k越大，尺子缩短的程度越大。

当尺子速度慢到非常接近光速时(u≈c)，1/k趋于0，运动的尺子几乎没有长度（△x’≈0）。

运动的尺子缩短这种效应，是时空的基本属性引起的,与物体内部结构无关。

2）△t’=△t/k,因为k>1，所以△t’<△t，即运动的时钟变慢。

时钟运动的速度越快（u越大），u/c越大，k越小，时钟慢的程度越小。

当时钟的运动速度大到u=21/2c时，k=1，时钟不再变慢，其情况与在静止于地球坐标系观测到的时钟一模一样。

当时钟运动的速度慢到非常接近光速时(u≈c)，1/k趋于0，运动时钟的时间几乎“停滞”（△t’≈0）。

与运动的尺子缩短一样，这种效应是时空的基本属性引起的,与钟的具体结构无关。

B)当尺子和时钟的运动速度u>21/2C时，k<1，(1/k)>1,结果是：

1）△x’=△x/k,△x’>△x，即运动的尺子伸长。

运动尺子的速度越快（u越大），u/c越大，1/k越大，伸长得越厉害.

当尺子速度（u）无穷大时，1/k趋于无穷大，运动尺子的长度也趋于无穷长。

2）△t’=△t/k,因为k<1，(1/k)>1,所以△t’>△t，即运动的时钟变快。

时钟运动的速度越大（u越大），u/c越大，1/k越大，时钟走得越快。

当时钟运动的速度（u）无穷大时，1/k趋于无穷大，运动时钟的运行时间也无穷快。由此可知，从生物的寿命角度考虑，太空飞行的速度并不是越大越好。无人驾驶飞行器的速度则是越大越好，它可以迅速抵达目的地，在寿命问题上也无后顾之忧。

这种效应是时空的基本属性引起的，与钟的具体结构无关。

当局限于匀速直线运动时，运动时钟的快慢和运动尺子的伸缩效应都是相对效应。都是运动着的物质相互之间的时空关系的反映，并不是主观感觉的产物。

在静止坐标系看到运动时钟变慢了，在运动坐标系看到固定在静止坐标系的时钟也是运动的，因而静止时钟也变慢了。

同样，在静止坐标系看到运动尺子变短了，在运动坐标系看到固定在静止坐标系的尺子也是运动的，因而静止尺子也变短了。

在有加速运动的情形下，运动时钟的快慢和运动尺子的伸缩效应都具有绝对效应。

这些现象在实际中是可以观测到的。

例如，μ子静止时的平均寿命为2.197X10-6秒，实验使μ子在磁场中作高速圆周运动，发现其平均寿命变为26.69X10-6秒,寿命延缓了12倍多，与狭义相对论的理论值相符。

这一结果，从另一侧面反映：物体的运动有绝对的一面。

因为，固定在磁场中作高速圆周运动的物体作参考系的观测者，他看到静止在地面上的μ子也是作高速圆周运动的，这样，静止在地面上的μ子平均寿命变为26.69X10-6秒,寿命延缓了12倍多。实际上并不是如此。

3、事物的绝对因果律

一切事物都是运动发展的。事物发展有一定的因果关系，通过物质运动的联系，作为原因的第一事件，导致作为结果的第二事件。这种因果关系是绝对的，不依赖于参考系而转移。时间概念就是从事物的发展中抽象出来的。正确的时空观必须反映事物发展的绝对因果性。在任何情况下时间都不可以倒流，最多时间可以停止。

由(6)△t’=△t/k可知，

当△t’=（t2/-t1/）>0时，必有△t=(t2-t1)>0，

即，当我们在一个坐标系观测事物发展为t2>t1时，在另一个坐标系观测事物发展，必有t2/>t1/

这意味着：在超光速范围(u>c)，在不同坐标系观测事物的发展过程，时间具有一致的方向性、不可逆性，超光速不会导致时间倒流。

4、超光速物体的速度变换公式

在超光速物体运动的速度（u）方向(x轴)上，根据谭强变换，

得V’=dx’/dt’=（V-u）/{1+V[(1/k2)-1]/u},

将k=1/[（u/c）2-1]1/2代入，

（在坐标系S’观测）速度变换为：

V’=dx’/dt’

=（V-u）/[1+V（u2-2c2）/uc2]………(8)

（在坐标系S观测）速度逆变换为：

V=dx/dt

=（V’+u）/[1-V’（u2-2c2）/uc2………(9)

所以，超光速物体运动的速度V，可以在V’的基础上无限制地叠加。

虽然光速已不再是速度的极限，并且“光速不变”也不再适用于超光速系，但是，光速仍然是一种具有特殊意义的临界速度，它作为“普通物体”和“超光速物体”的速度“分界线”，仍然是一种非常重要的特征速度！

5、超光速物体的质量

在超光速领域，我们有理由作以下假定：

1、牛顿第一运动定律仍然适用：如果物体不受力，将保持静止状态或匀速运动状态；

2、牛顿第三运动定律仍然适用：作用力与反作用力大小相等、方向相反，在同一直线上，分别作用在不同物体上，他们同时存在，同时消失；

3、相对性原理仍然适用：在所有惯性参考系中，物理定律的数学表达形式都相同，即所有的惯性参考系都是等价的。

4、动量守恒定律仍然适用：如果系统不受外力，动量守恒；

5、能量守恒定律仍然适用。

设有两个大小、形状一样的小球A、B，相距一段距离，静止时两个小球的质量都是m0，现在，其中一个小球B静止不动，另一个小球A跟随运动的坐标系S’一起以速度u沿x轴方向运动（m为小球的运动质量），两个小球发生完全非弹性碰撞。

第一，在静止坐标系S中观测：我们看到，两个小球发生碰撞之前的总动量是（um+0），发生完全非弹性碰撞之后，两个小球粘在一起，它们的质量均发生变化，但两个小球的质量之和不变，等于（m0+m），设v为碰撞之后两个小球粘在一起的共同速度，则碰撞之后两个小球的总动量是（m0+m）v。

根据动量守恒定律得：um=（m0+m）v

上式也可以写成：u/v=1+(m0/m)……………(10)

第二，上面所发生的事情,我们也可以在另一个运动的坐标系S’中观测：我们看到，跟随S’系一起运动的小球A是静止的。此时，我们看到小球B不是静止的，它的速度是（-u），小球B的质量也不再是m0，而是m，它的动量是（-um），两个小球发生碰撞之前的总动量是（-um+0）。发生完全非弹性碰撞之后，两个小球粘在一起，它们的质量均发生变化，但两个小球的质量之和不变，等于（m0+m），设u’为碰撞之后两个小球粘在一起的共同速度，则两个小球的总动量是（m0+m）u’。根据动量守恒定律得：

-um=（m0+m）u’……………(11)

由(10)、(11)两式得u’=-v,（即在两个不同坐标系观测到：小球碰撞之后粘在一起的共同速度，大小相等，方向相反。）

将u’=-v,代入“速度变换”变换（8）式:

整理得：:c2(u/V)2-2c2(u/V)+(2c2-u2)=0,

解方程得：(u/V)=1+[（u2-c2）1/2]/c……………(12)

对比（10）、（12）两式，得到超光速物体的运动质量：

m=m0/（u2/c2-1）1/2…………(13)

(13)式与狭义相对论质量公式m=m0/【（1-u2/c2）】1/2有些相似，但物理含义不同。在超光速领域，物体的运动质量(m)随着自己运动速度（u）的增大而减小。当物体运动的速度（u）无穷大时，物体的运动质量(m)等于0。表明物体的运动速度越大，越容易加速。

如果物体的静止质量（m0）不等于0，当物体运动的速度（u）慢到非常接近光速时(u≈c)，物体的运动质量(m)趋于无穷大。

6、超光速物体的能量和动量

物体做功的本领，用能量的大小表示。

物体所受的合力为：F=d(mu)/dt，

物体能量（E）的微分为：dE=Fdx=F.udt=ud(mu)

将（13）：m=cm0/（u2-c2）1/2代入上式得：

dE=cm0ud[u/（u2-c2）1/2]

=cm0u{-c2/（u2-c2）3/2}du

=(-m0c3/2)（u2-c2）-3/2d(u2)

将物体的速度从无穷大(∞)，到u(u>c)求积分，得到超光速物体的能量为：

E=mc2=m0c2/（u2/c2-1）1/2…………(14)

如果物体的静止质量不等于零，m0≠0，则需要供给它无穷大的能量，它的速度才可能减小到光速c。

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的能量E=0

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的能量E=m0c2

由(14)得：E2=m02c4/（u2/c2-1）

而动量P=mu,P2c2=（muc）2=m02u2c2/（u2/c2-1）

由此得：P2c2-E2=m02c4

超光速物体的能量和动量的关系式为：

E=（P2c2-m02c4）1/2

当物体的速度无穷大(u=∞)时，它的动量P=m0c

在光速领域，当物体的速度u=0时，它的动量E=0

由此可见，速度u=0和速度无穷大（∞）的物体，具有某种对称关系。

“时间”和“空间”不能先验地给定，而应当由“物质”及其“运动”所决定。

在宇宙中，并没有速度上限，因而宇宙空间无限大。

在时间上，从大爆炸开始膨胀，许多亿亿年以后便始收缩，然后再膨胀，再收缩……循环往复，以至无穷。大爆炸前宇宙有能量、有运动，并遵循能量守恒定律，因而，大爆炸前也有时间，只不过这些时间永远无法被人们了解罢了。时间，是人们从事物运动发展的过程中抽象出来的概念，总的来说，广义的时间没有开始，也没有结束。

将1/[(u/c)2-1]1/2展开，(14)式可以写成：

E=m0c2/[(u/c)2-1]1/2

=(m0c3/u)+(m0c5/2u3)+(3m0c7/8u5)+………(15)

与以下狭义相对论质能公式对比：

E=m0c2/[1-(u/c)2]1/2

=(m0c2)+(m0u2/2)+(3m0u4/8c2)+…

我们发现，(15)式已经没有与E0=m0c2对应的静止质量，只有与运动速度相关的动能。

因此，在超光速领域(u>c)，物体不具有核能E0=m0c2，其能量使用方式正好与光速领域情况相反。物体的能量减少（对外做功，释放能量）引起其速度的增加，当物体的能量减少到0时（能量全部释放），物体的速度趋于无穷大(∞)。这说明，无穷大的速度是可以达到的，宇宙不存在极限速度，为了得到无穷大的速度，不仅不需要无穷大的能量，反而需要物体向外界释放全部的能量。

当物体的能量增加（外界对物体做功，供给能量）引起其速度的减少，必须供给物体的能量无穷大(∞)，其物体的速度才能达到光速c。光速c是超光速领域的最低极限。

由此可知，超光速领域的动量定理表达式为：

F=-dp/dt=-d(mu)/dt……(16)

与光速领域的动量定理相差一个负号。

这样，在超光速领域，物体作圆周运动所需要的不是向心力，而是离心力！

但是，由于在超光速领域牛顿第三定律依然成立，故动量守恒定律仍然适用。

为方便起见，我们讨论超光速领域u>>c时的情况。

当u>>c时，（15）式只取第一、二项，第三项以后忽略不计。

物体的动能为：Ek=(m0c3/u)+(m0c5/2u3)，

同理，物体的质量为：m=(m0c/u)+(m0c3/2u3)

物体的动量为：p=mu=(m0c)+(m0c3/2u2)

将动量对时间求导数：dp/dt=(m0uc3du/dt)=m0uc3a

a为物体的加速度。根据(16)式，

F=-m0uc3a……(17)

上式表明：当u>>c时，物体运动加速度a的大小，与它所受的合外力F、速度u、静止质量m0的大小成正比，其中，c3为比例常数；a的方向与F的方向相反。与牛顿第二定律不一样。

我们讨论超光速领域（u>>c），外力做功与物体的动能变化关系的规律。

当u>>c时，（15）式只取第一项，第二项以后忽略不计。动能为：

Ek=(m0c3/u)

超光速领域（u>>c）的动能定理为：

w=△Ek=m0c3[(1/u2)-(1/u1)]

当合外力做正功时（w>0），物体动能增加（△Ek>0），运动速度减小（u2

当合外力做负功时（w<0），物体动能减小（△Ek<0），运动速度增加（u2>u1）；即物体需要加速时，必须克服阻力做功，向外界释放能量。

下面，我们讨论物体的碰撞情况：

质量为m的小球B静止不动，质量为M的小球A，以速度u（u>>c）沿x轴正方向（向右）与小球B发生弹性碰撞后，速度变为u’。小球A速度变为v’。

原来静止的小球B受到外力为动力（方向向右），故能量增加，速度也增加，但v’＜c＜u’。小球B的速度永远达不到c。

小球A受到的外力为阻力（与其运动方向相反），故能量减小，但速度反而增加，即u’>u>c>v’。

即碰撞前后，超光速的小球A的运动速度，始终大于小球B的运动速度。在碰撞那一刻（△t≈0），小球A能够突破小球B所占的时空而穿越它！这种效应是时空的基本属性引起的,与小球A、B具体结构无关。这是超光速物体具有的最显著的特性！

如果用我们生活的经验进行类比，有点象电磁波能够突破水泥板所占的时空而穿越它！

如能设计出一种转换装置，先把飞行器的静止质量变为零，m0=0，即可在一瞬间飞出去达到光速，进而超过光速，之后，通过转换装置把飞行器的静止质量变为m0≠0，其速度可以比光速快很多倍，并可通过调节其能量来控制速度大小（例如，将火箭燃料往前喷，给飞船阻力，就可使其加速）,用不了几天就可飞到另一个遥远的星系，当靠近星系时再进行反变换，还原成原来的飞行器并安全着陆。

“交界处”——“光速”是一个十分神秘而敏感的地区。如何从低速度到光速，这对于人类目前来说，的确是一个大难题。总有一天，人类可以发现使普通物体静止质量变为零的方法，从而可以达到光速，超越光速，到那时，从低速度到光速就不再是一个梦。

三、对一些超科学现象的解释

在所有的特异功能中，突破空间障碍的现象，最无法用现代科学知识进行解释。

据了解，北京航天医学工程研究所，对特异功能人士张宝胜做了50次有关突破空间障碍的实验，所有封装进入透明玻璃瓶的药片或玻璃试片均做上独特的记号，然后将瓶口烧结。结果张宝胜有25次可以成功的将部份试样从瓶内移出到瓶外，而瓶子没有破。用每秒400张速度的高速摄影机拍摄，可以拍到药片突破器壁的连续过程。证实物体可以互相交错而过，

一九九七年十一月十八日，中国人体科学学会举办了第四届国际学术研讨会，会议邀请了日本、韩国、台湾及中国大陆各省市从事人体科学的学者。会中,张宝胜演示药片穿瓶、铁汤匙扭成“麻花”、超距名片转移等特异功能（药瓶、信封、名片等实验物品全由外宾准备）。在全场近两百位中外学者及十多部摄影机的监视下，在近两个小时内，张宝胜将药品瓶的一百粒药片抖出了九十九粒（封装仍然完好无缺）。在不接触物体的情况下，张宝胜远距离将铁汤匙扭成了“麻花”状，还远距离将一位医生的名片，搬进了双层密封的信封内。

另据了解，中国地质大学人体科学研究所的孙储琳女士也具有“穿壁”等特异功能。在湖北省武汉市的一次实验中，孙储琳将一个封闭药瓶里的药片“抖”出了62粒，药瓶完好无损，封闭如故，但“穿壁而出”的药片在外观上发生了显著的变化。用高速摄影机拍摄，当重放录象慢镜头时发现：在药片“抖”出药瓶的录象画面，只见一道白光。

她还有另一种“穿壁”功能——能够将大于瓶口的物体装入容器内，她的手可以“突破”桌面、玻璃板、墙壁等障碍物，“拍”入另一空间。

她可以将手表、花朵、硬币等物体“远距离”（不接触）定向搬运。她曾经将一只手表、一枚墨西哥硬币、一枚戒指，从1000米以外，用意念运到校长办公桌锁紧的抽屉内。

用超光速理论对上述现象进行解释：功能人用意念使药片等物体处于超光速状态，因而药片可以突破空间障碍，药片与药瓶碰撞穿壁之后，速度非常迅速地减小为零，恢复静止状态。

在药片“抖”出药瓶的录象画面，只见一道白光。那是因为，超光速运动的药片体积变小。由于药片运动的速度接近光速，故在水平方向的长度接近0，在与运动方向垂直方向的长度不变，因而只见一道竖直白光。

四、超光速粒子的探测

方法步骤：

（1）确定超光速粒子的带电性质；

（2）在与超光速粒子运动方向垂直的方向加一强电场，使其受到电场力（F1=EQ）的作用而发生偏转；

（3）在与超光速粒子运动方向垂直的方向加一强磁场，使其受到洛仑滋力（F2=BQV）的作用而发生反向偏转；

（4）调整电场强度E，和磁感应强度B的大小，F1和F2大小相等，方向相反，使超光速粒子沿直线运动。记下E和B的大小。

则超光速粒子的运动速度为：V=E/B

（5）在超光速粒子运动方向上，放置多个厚金属板，在金属板之后射入其它粒子源，使超光速粒子与粒子源发生碰撞，观测被碰粒子碰撞前后的速度变化情况。

关于一个新的物理理论的建立，人们都有以下共识：

第一，一个物理理论的数学推理必须是严谨的；

物体范文篇6

1、知识与技能

(1)知道牛顿第一定律的内容

(2)知道惯性的概念

(3)知道二力平衡

2、过程与方法

(1)通过活动体验任何物体都具有惯性

(2)探究摩擦力对物体运动的影响

(3)探究二力平衡条件

3、情感、态度与价值观

通过活动和阅读感受科学就在身边

教学重点

1、探究摩擦力对物体运动的影响

2、认识生活中的惯性现象

3、探究二力平衡条件

教学难点

1、探究摩擦力对物体运动的影响实验结论的进一步分析

2、对牛顿第一定律文字叙述的理解

3、怎样解释惯性现象

4、学生设计实验探究二力平衡条件

教学过程

一、牛顿第一定律

1、提出问题

(1)让学生阅读课文第34页第1页自然段，看图11.5-1。

①讨论交流：课文列举了一类什么现象?

自行车、列车等运动的物体，停止施加动力，还会继续运动，但最终要停下来。

②根据你的生活经验或对身边所发生现象的观察。类似的例子请再举几个?

(2)让学生做类似实验：将笔盒放在课本上，在桌面上用力拉动课本。笔盒随课本运动，停止用力看看笔盒是否还会运动?

(3)“对运动的物体会停下来类生活中常见的现象，请你提一个相关的问题。如：运动的物体为什么会停下来?运动要靠力来维持吗?等。

(4)亚里士多德和伽利略对“运动的物体会停下来“的解释。

古希腊哲学家亚里士多德认为：如果要使一物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤消，物体就会停止运动。

科学家伽利略却通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德的观点提出了质疑。伽利略认为：物体的运动并不需要力维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。

让学生以对亚里士多德和伽利略观点进行评价，谈自己的看法。

对同一种现象，亚里士多德和伽利略给出了截然不同的解释。都有其理由。到底哪个说法正确，仅仅靠思辨不能回答，让我们自己动手、动脑来探究论证吧。

2、实验探究

探究：摩擦力对物体运动的影响。

怎样进行实验呢?

(1)让学生阅读课文第35页探究“摩擦力对物体运动的影响“。先完整地看一遍实验内容。

(2)提出问题让学生讨论。

①此实验过程中，控制哪些条件保持不变?用什么方法控制?

(要控制小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变，控制方法：用同一辆小车，让小车自斜面顶端(相等的高度)从静止开始滑下。)

②哪些条件需要发生变化?用什么方法来实现这种变化?

(要改变小车在水平面上受到的摩擦力大小，改变方法：给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布)

③要观察和记录哪些数据

(要观察小车从同一高度滑下后在水平面上运动状态的变化情况，记录小车在水平面上通过的距离)

(3)学生分组实验

(4)学生交流观察到的三种情况下小车运动变化的情况，教师引导学生分析引起变化的原因。从表格记录中找出变化规律。

结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的摩擦力越小，速度减小得越少。

(5)进一步引导学生进行推理：如果物体不受力，速度不会减慢，它将永远运动下去。

3、牛顿第一定律

(1)伽利略对类似的实验进行了分析得出：如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零，速度不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。

(2)笛卡儿对伽利略推理结论的补充：物体如果不受力，运动方向也不会改变。

(3)英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

说明：(1)牛顿第一定律说明了物体的运动不需要靠力来维持。物体运动之所以会停下来，是由于物体受到了阻力。

(2)对牛顿第一定律中“将保持静止状态或匀速直线运动状态“这句话的含义，我们可以理解为：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。

二、惯性

1、演示：让学生照课文第36页图11.5-4所示，把4个棋子摞起来。先猜猜：如果像图中那样用尺迅速打击最下面的棋子，上面的棋子落在何处?

提问：上面的棋子为什么不和被打飞的棋子一起飞出去呢?

2、让学生阅读课文第36页有关内容：从牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持原有运动状态的特性。我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，牛顿第一定律也叫惯性定律。

为了帮助学生理解，告诉学生：可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”。就是说，一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受到外界力的作用，它就保持原来的运动状态。除非有外力作用于它，才能迫使它改变原来的运动状态。

3、应用牛顿第一定律解释惯性现象

(1)引导学生尝试用牛顿第一定律分析演示实验现象：上面的棋子原来的状态(静止)，由于惯性，它要保持静止状态，所以落回原处。

(2)让同学们谈一下乘坐公交车，公交车启动、刹车时身体的感受。

(3)学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下，锤头就能紧紧地套在锤柄上?(锤子向凳子撞击时，锤头和锤柄一起向下运动，锤柄撞到凳子受到力作用，运动状态改变而停止运动，锤头继续向下运动使锤柄套紧。)

(4)学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么骑车的速度太快，容易发生事例?(减速、拐弯或刹车时，骑车的人由于惯性身体会保持原来的速度向前运动，从而容易产生事故。)

(5)让学生阅读课文第37页科学世界<<汽车安全带>>认识人们如何利用安全带防止和减小汽车发生事故时由于惯性对驾驶员和乘客造成的伤害。

三、二力平衡

1、二力平衡

(1)提出问题：惯性定律告诉我们，物体不受力时，将保持静止或匀速直线运动状态。但不受力的物体是不存在的，那么为什么有些物体还会保持静止或匀速直线运动状态呢?

(2)探究：让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力，为什么书包受两个力作用会保持静止?

在平直马路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力。为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态?

讨论：如果将手松开，书包将落到地上，显然向上的拉力将使书包下落的效果抵消了。使书包不至于下落;同样道理，汽车牵引力将阻力产生的效果，也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了。使汽车的速度不发生变化。

(3)结论：一些物体虽然受力，但是这几个力的作用效果相互抵消，就相当于不受力。

如果作用在物体上的几个力，它们作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果相互抵消，我们就说这几个力相互平衡。这时的物体我们就说它处于平衡状态。

2、二力平衡条件

(1)物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，我们先来研究这种情况。

问题：物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗?

举例：放在光滑斜面上的书，受重力和斜面的支持力但要沿斜面向下滑;电梯受重力和向上的拉力，起动时，速度越来越快。

问题：如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，这两个力应该满足什么样的条件呢?

(2)探究：①让学生猜想在什么条件下二力平衡。(可能与作用力的大小、方向、作用位置…..有关)

②学生根据桌上所准备的实验装置，如图所示(还有若干质量相等或不等的砝码)，自己设计实验探究二力平衡时，两个力的大小、方向、作用点应该有什么关系。

③实验方法：在两边盘子中放质量相等的砝码，使木块受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力。木块处于平衡(静止)状态。改变木块的受力情况：

a、改变其中一边盘子的砝码的质量，使木块受到的力大小不等。

b、将其中一边盘子的砝码移到另一边使木块受到的力方向相同。

c、转动木块，使木块受的力不在同一直线上。

d、垂直于木块受力方向移动木块，使木块受的力不在同一直线上且方向相同或不相同。

④各实验小组交流设计的实验方案，并对自己设计的方案进行修改。

⑤学生进行实验。

⑥结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。

力的平衡在日常生活中有许多实际应用，应会根据平衡状态，找出平衡力;根据物体受力情况，判断它是否处于平衡状态。

例：吊在空中重5N，静止不动时，电线对它的拉力是多大?

达标自查

1、让小车从斜面顶端从静止开始滑下，分别在光滑程度不同的水平面运动，小车最后都会慢慢停下来，这是因为，得到的结论是：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越

。由此可推理出：如果小车不受力，小车将。

2、关于惯性，下列说法中正确的是()

A、物体静止时有惯性，运动时没有惯性B、物体保持静止或匀速直线运动状态时才有惯性

C、物体受力作用时才有惯性D、物体的惯性与运动状态或是否受力无关

3、我国公安部门规定：在高速公路上，汽车驾驶员和乘客都要系上安全带，主要是为了减轻下列哪种情况下可能造成对人身的伤害()

A、汽车加速B、汽车速度过快C、紧急刹车D、汽车突然启动

4、一本书放在水平桌面上，下列哪一对力是书受到的平衡力()

A、书的重力和书对桌面的压力B、书的重力和桌面对书的支持力

C、书对桌面的压力和桌面对书的支持力D、书对桌面的压力和桌子受到的重力

5、惯性是造成许多交通事故的原因，下列不是为了防止由于惯性而造成交通事故所制定的交通规则是()

A、某些地段要对机动车辆限速B、车辆快速行驶时要保持车距

C、车辆靠右侧行驶D、小型客车的驾驶员必须系安全带

6、跳伞运动员在空中张开落伞后，跳伞运动员匀速下降，这是因为跳伞运动员()

A、没有受到重力作用B、受到的重力小于阻力

C、受到的重力等于阻力D、受到的重力大于阻力

7、画出在平直公上匀速行驶的汽车受力的示意图。

8、惯性和惯性定律不同之处在于：描写物体运动规律，描写物体本身的性质;的成立是有条件的，而是任何物体都具有。

能力提高

9、举例写出你观察到的在生产、生活以及交通运输等方面发生的惯性现象的两个例子，并结合所举事例分别说明如何防止或利用惯性。

10、两千多年前，古希腊学者亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力，物体就会静止。这个结论是亚里士多德对生活中的现象进行观察总结出来的。人们确实看到，用力推一个木箱它就运动，停止用力，木箱就静止。因为这种现象，亚里士多德的观点在两千多年里被人们普遍接受，直到后来伽利略推翻了这个观点。

你认为亚里士多德错在了什么地方?怎样解释上述“推木箱”的现象?

11、请你设计一个实验探究二力平衡的条件，要求：写出实验器材、实验步骤、实验结果，并比较二力平衡的条件和作用力与反作用力的条件有何相同点和不同点。

12、阅读材料

汽车刹车之后

现代社会汽车大量增加，发生事故的一个重要原因是遇到意外情况时汽车不能立即停止，因为司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器需要一段时间，这段时间叫反应时间，在这段时间内汽车要前进一段距离，叫反应距离。从操纵器刹车到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。以上两段距离之和即为汽车的停车总距离。

下面是一个机警的司机开一辆保养得很好的汽车在干燥的公路上以不同的速度行驶时，测得的刹车后的反应距离和制动距离。

速度(km/h)反应距离(m)制动距离(m)停车总距离(m)

40

50

60

80

1007

9

11

15

178

13

20

34

5415

22

31

49

73

阅读后回答

(1)影响汽车制动距离的主要因素是什么?

物体范文篇7

1、知识与技能

(1)知道牛顿第一定律的内容

(2)知道惯性的概念

(3)知道二力平衡

2、过程与方法

(1)通过活动体验任何物体都具有惯性

(2)探究摩擦力对物体运动的影响

(3)探究二力平衡条件

3、情感、态度与价值观

通过活动和阅读感受科学就在身边

教学重点

1、探究摩擦力对物体运动的影响

2、认识生活中的惯性现象

3、探究二力平衡条件

教学难点

1、探究摩擦力对物体运动的影响实验结论的进一步分析

2、对牛顿第一定律文字叙述的理解

3、怎样解释惯性现象

4、学生设计实验探究二力平衡条件

教学过程

一、牛顿第一定律

1、提出问题

(1)让学生阅读课文第34页第1页自然段，看图11.5-1。

①讨论交流：课文列举了一类什么现象?

自行车、列车等运动的物体，停止施加动力，还会继续运动，但最终要停下来。

②根据你的生活经验或对身边所发生现象的观察。类似的例子请再举几个?

(2)让学生做类似实验：将笔盒放在课本上，在桌面上用力拉动课本。笔盒随课本运动，停止用力看看笔盒是否还会运动?

(3)“对运动的物体会停下来类生活中常见的现象，请你提一个相关的问题。如：运动的物体为什么会停下来?运动要靠力来维持吗?等。

(4)亚里士多德和伽利略对“运动的物体会停下来“的解释。

古希腊哲学家亚里士多德认为：如果要使一物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤消，物体就会停止运动。

科学家伽利略却通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德的观点提出了质疑。伽利略认为：物体的运动并不需要力维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。

让学生以对亚里士多德和伽利略观点进行评价，谈自己的看法。

对同一种现象，亚里士多德和伽利略给出了截然不同的解释。都有其理由。到底哪个说法正确，仅仅靠思辨不能回答，让我们自己动手、动脑来探究论证吧。

2、实验探究

探究：摩擦力对物体运动的影响。

怎样进行实验呢?

(1)让学生阅读课文第35页探究“摩擦力对物体运动的影响“。先完整地看一遍实验内容。

(2)提出问题让学生讨论。

①此实验过程中，控制哪些条件保持不变?用什么方法控制?

(要控制小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变，控制方法：用同一辆小车，让小车自斜面顶端(相等的高度)从静止开始滑下。)

②哪些条件需要发生变化?用什么方法来实现这种变化?

(要改变小车在水平面上受到的摩擦力大小，改变方法：给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布)

③要观察和记录哪些数据

(要观察小车从同一高度滑下后在水平面上运动状态的变化情况，记录小车在水平面上通过的距离)

(3)学生分组实验

(4)学生交流观察到的三种情况下小车运动变化的情况，教师引导学生分析引起变化的原因。从表格记录中找出变化规律。

结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的摩擦力越小，速度减小得越少。

(5)进一步引导学生进行推理：如果物体不受力，速度不会减慢，它将永远运动下去。

3、牛顿第一定律

(1)伽利略对类似的实验进行了分析得出：如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零，速度不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。

(2)笛卡儿对伽利略推理结论的补充：物体如果不受力，运动方向也不会改变。

(3)英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

说明：(1)牛顿第一定律说明了物体的运动不需要靠力来维持。物体运动之所以会停下来，是由于物体受到了阻力。

(2)对牛顿第一定律中“将保持静止状态或匀速直线运动状态“这句话的含义，我们可以理解为：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。

二、惯性

1、演示：让学生照课文第36页图11.5-4所示，把4个棋子摞起来。先猜猜：如果像图中那样用尺迅速打击最下面的棋子，上面的棋子落在何处?

提问：上面的棋子为什么不和被打飞的棋子一起飞出去呢?

2、让学生阅读课文第36页有关内容：从牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持原有运动状态的特性。我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，牛顿第一定律也叫惯性定律。

为了帮助学生理解，告诉学生：可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”。就是说，一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受到外界力的作用，它就保持原来的运动状态。除非有外力作用于它，才能迫使它改变原来的运动状态。

3、应用牛顿第一定律解释惯性现象

(1)引导学生尝试用牛顿第一定律分析演示实验现象：上面的棋子原来的状态(静止)，由于惯性，它要保持静止状态，所以落回原处。

(2)让同学们谈一下乘坐公交车，公交车启动、刹车时身体的感受。

(3)学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下，锤头就能紧紧地套在锤柄上?(锤子向凳子撞击时，锤头和锤柄一起向下运动，锤柄撞到凳子受到力作用，运动状态改变而停止运动，锤头继续向下运动使锤柄套紧。)

(4)学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么骑车的速度太快，容易发生事例?(减速、拐弯或刹车时，骑车的人由于惯性身体会保持原来的速度向前运动，从而容易产生事故。)

(5)让学生阅读课文第37页科学世界<<汽车安全带>>认识人们如何利用安全带防止和减小汽车发生事故时由于惯性对驾驶员和乘客造成的伤害。

三、二力平衡

1、二力平衡

(1)提出问题：惯性定律告诉我们，物体不受力时，将保持静止或匀速直线运动状态。但不受力的物体是不存在的，那么为什么有些物体还会保持静止或匀速直线运动状态呢?

(2)探究：让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力，为什么书包受两个力作用会保持静止?

在平直马路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力。为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态?

讨论：如果将手松开，书包将落到地上，显然向上的拉力将使书包下落的效果抵消了。使书包不至于下落;同样道理，汽车牵引力将阻力产生的效果，也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了。使汽车的速度不发生变化。

(3)结论：一些物体虽然受力，但是这几个力的作用效果相互抵消，就相当于不受力。

如果作用在物体上的几个力，它们作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果相互抵消，我们就说这几个力相互平衡。这时的物体我们就说它处于平衡状态。

2、二力平衡条件

(1)物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，我们先来研究这种情况。

问题：物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗?

举例：放在光滑斜面上的书，受重力和斜面的支持力但要沿斜面向下滑;电梯受重力和向上的拉力，起动时，速度越来越快。

问题：如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，这两个力应该满足什么样的条件呢?

(2)探究：①让学生猜想在什么条件下二力平衡。(可能与作用力的大小、方向、作用位置…..有关)

②学生根据桌上所准备的实验装置，如图所示(还有若干质量相等或不等的砝码)，自己设计实验探究二力平衡时，两个力的大小、方向、作用点应该有什么关系。

③实验方法：在两边盘子中放质量相等的砝码，使木块受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力。木块处于平衡(静止)状态。改变木块的受力情况：

a、改变其中一边盘子的砝码的质量，使木块受到的力大小不等。

b、将其中一边盘子的砝码移到另一边使木块受到的力方向相同。

c、转动木块，使木块受的力不在同一直线上。

d、垂直于木块受力方向移动木块，使木块受的力不在同一直线上且方向相同或不相同。

④各实验小组交流设计的实验方案，并对自己设计的方案进行修改。

⑤学生进行实验。

⑥结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。

力的平衡在日常生活中有许多实际应用，应会根据平衡状态，找出平衡力;根据物体受力情况，判断它是否处于平衡状态。

例：吊在空中重5N，静止不动时，电线对它的拉力是多大?

达标自查

1、让小车从斜面顶端从静止开始滑下，分别在光滑程度不同的水平面运动，小车最后都会慢慢停下来，这是因为，得到的结论是：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越

。由此可推理出：如果小车不受力，小车将。

2、关于惯性，下列说法中正确的是()

A、物体静止时有惯性，运动时没有惯性B、物体保持静止或匀速直线运动状态时才有惯性

C、物体受力作用时才有惯性D、物体的惯性与运动状态或是否受力无关

3、我国公安部门规定：在高速公路上，汽车驾驶员和乘客都要系上安全带，主要是为了减轻下列哪种情况下可能造成对人身的伤害()

A、汽车加速B、汽车速度过快C、紧急刹车D、汽车突然启动

4、一本书放在水平桌面上，下列哪一对力是书受到的平衡力()

A、书的重力和书对桌面的压力B、书的重力和桌面对书的支持力

C、书对桌面的压力和桌面对书的支持力D、书对桌面的压力和桌子受到的重力

5、惯性是造成许多交通事故的原因，下列不是为了防止由于惯性而造成交通事故所制定的交通规则是()

A、某些地段要对机动车辆限速B、车辆快速行驶时要保持车距

C、车辆靠右侧行驶D、小型客车的驾驶员必须系安全带

6、跳伞运动员在空中张开落伞后，跳伞运动员匀速下降，这是因为跳伞运动员()

A、没有受到重力作用B、受到的重力小于阻力

C、受到的重力等于阻力D、受到的重力大于阻力

7、画出在平直公上匀速行驶的汽车受力的示意图。

8、惯性和惯性定律不同之处在于：描写物体运动规律，描写物体本身的性质;的成立是有条件的，而是任何物体都具有。

能力提高

9、举例写出你观察到的在生产、生活以及交通运输等方面发生的惯性现象的两个例子，并结合所举事例分别说明如何防止或利用惯性。

10、两千多年前，古希腊学者亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力，物体就会静止。这个结论是亚里士多德对生活中的现象进行观察总结出来的。人们确实看到，用力推一个木箱它就运动，停止用力，木箱就静止。因为这种现象，亚里士多德的观点在两千多年里被人们普遍接受，直到后来伽利略推翻了这个观点。

你认为亚里士多德错在了什么地方?怎样解释上述“推木箱”的现象?

11、请你设计一个实验探究二力平衡的条件，要求：写出实验器材、实验步骤、实验结果，并比较二力平衡的条件和作用力与反作用力的条件有何相同点和不同点。

12、阅读材料

汽车刹车之后

现代社会汽车大量增加，发生事故的一个重要原因是遇到意外情况时汽车不能立即停止，因为司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器需要一段时间，这段时间叫反应时间，在这段时间内汽车要前进一段距离，叫反应距离。从操纵器刹车到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。以上两段距离之和即为汽车的停车总距离。

下面是一个机警的司机开一辆保养得很好的汽车在干燥的公路上以不同的速度行驶时，测得的刹车后的反应距离和制动距离。

速度(km/h)反应距离(m)制动距离(m)停车总距离(m)

*

阅读后回答

(1)影响汽车制动距离的主要因素是什么?

物体范文篇8

1.知道什么是惯性.

2.会用惯性知识解释简单的有关现象.

教具：课本图9-3的实验器材.

学生实验器材：5个火柴盒，直尺.

教学过程：

一、复习前节知识

1.原来静止的物体，不受外力时将保持什么状态?

2.原来运动的物体，不受外力时将保持什么状态?

二、进行新课

1.惯性

(1)什么是惯性.从牛顿第一定律知道，原来静止的物体，不受外力时将保持静止状态;原来运动的物体，不受外力时将以原来的速度大小做匀速直线运动.也就是说，物体在不受外力时，有保持原来的运动状态不变的性质.这种性质叫做惯性.

(2)用“惰性”比喻“惯性”.我们也可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”.就是说，一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态.只要不受到外界力的作用，它就保持原来的运动状态.除非有外力作用于它，才能迫使它改变原来的运动状态.

2.惯性现象

物体表现出惯性的现象很多.下面我们来做几个实验.

(1)让学生把5个火柴盒摞起来，用火柴盒代替课本图9-2中的棋子.然后像图中那样用尺迅速打击下部的火柴盒，观察上面的火柴盒落在何处.

引导学生分析实验现象：火柴盒原来的状态(静止)，由于惯性，它要保持静止状态，所以落回原处.

让学生自己分析课本引言图0-2鸡蛋掉入杯中的现象.

(2)演示课本图9-3甲.

引导学生分析讨论木块为什么向后倒：木块原来的状态(静止)，下部突然向前运动，上部由于惯性仍保持静止，所以向后倒.

(3)把木块平放在小车上，在小车和木块间涂点滑石粉(或撒点小米粒)，像图9-3那样做实验.让学生注意观察小车遇到障碍物突然停止时，木块怎样运动.

引导学生分析讨论，木块为什么向前滑出?木块原来随小车一起向前运动，小车突然停止，木块由于惯性仍向前运动，所以向前滑出.

(4)看课本图9-4漫画.回答：汽车急刹车时，乘客倒向何方?分析讨论：为什么向前倒?

(5)讨论：①汽车突然开动时，乘客倒向何方?为什么?

②汽车遇到紧急情况刹车时，为什么不能立即停下而还要往前运动一段距离?

3.惯性的应用

拍打衣服可除去灰尘.

使劲甩手可把手上的水甩掉.

撞击可以使锤头、斧头紧套在把上.

摩托车飞跃断桥.

宇航员走出飞船后，仍能与飞船“并肩”前进，不会落在飞船后面.

4.讨论本节后面“想想议议”中的问题.

三、布置作业

1.阅读课文.

2.完成本节后练习题2、3、4.

物体范文篇9

1.知道什么是惯性.

2.会用惯性知识解释简单的有关现象.

教具：课本图9-3的实验器材.

学生实验器材：5个火柴盒，直尺.

教学过程：

一、复习前节知识

1.原来静止的物体，不受外力时将保持什么状态?

2.原来运动的物体，不受外力时将保持什么状态?

二、进行新课

1.惯性

(1)什么是惯性.从牛顿第一定律知道，原来静止的物体，不受外力时将保持静止状态;原来运动的物体，不受外力时将以原来的速度大小做匀速直线运动.也就是说，物体在不受外力时，有保持原来的运动状态不变的性质.这种性质叫做惯性.

(2)用“惰性”比喻“惯性”.我们也可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”.就是说，一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态.只要不受到外界力的作用，它就保持原来的运动状态.除非有外力作用于它，才能迫使它改变原来的运动状态.

2.惯性现象

物体表现出惯性的现象很多.下面我们来做几个实验.

(1)让学生把5个火柴盒摞起来，用火柴盒代替课本图9-2中的棋子.然后像图中那样用尺迅速打击下部的火柴盒，观察上面的火柴盒落在何处.

引导学生分析实验现象：火柴盒原来的状态(静止)，由于惯性，它要保持静止状态，所以落回原处.

让学生自己分析课本引言图0-2鸡蛋掉入杯中的现象.

(2)演示课本图9-3甲.

引导学生分析讨论木块为什么向后倒：木块原来的状态(静止)，下部突然向前运动，上部由于惯性仍保持静止，所以向后倒.

(3)把木块平放在小车上，在小车和木块间涂点滑石粉(或撒点小米粒)，像图9-3那样做实验.让学生注意观察小车遇到障碍物突然停止时，木块怎样运动.

引导学生分析讨论，木块为什么向前滑出?木块原来随小车一起向前运动，小车突然停止，木块由于惯性仍向前运动，所以向前滑出.

(4)看课本图9-4漫画.回答：汽车急刹车时，乘客倒向何方?分析讨论：为什么向前倒?

(5)讨论：①汽车突然开动时，乘客倒向何方?为什么?

②汽车遇到紧急情况刹车时，为什么不能立即停下而还要往前运动一段距离?

3.惯性的应用

拍打衣服可除去灰尘.

使劲甩手可把手上的水甩掉.

撞击可以使锤头、斧头紧套在把上.

摩托车飞跃断桥.

宇航员走出飞船后，仍能与飞船“并肩”前进，不会落在飞船后面.

4.讨论本节后面“想想议议”中的问题.

三、布置作业

1.阅读课文.

2.完成本节后练习题2、3、4.

物体范文篇10

1、知识与技能：理解什么叫做物质的密度；知道密度的国际单位是kg／m3；初步了解测物质密度的方法；会用密度公式计算物质的密度。2、过程与方法：通过密度概念的教学，培养学生初步的分析、概括能力，学习一点研究问题和定义物理量的常用方法。

3、情感态度与价值观：培养学生学习物理的兴趣和探索问题的良好学习习惯。体验实验探究获得新知识的喜悦。

教学重点：密度概念，密度的公式，密度的单位。

教学难点：对密度概念的理解，它反应物质本身的一种性质。

教学器材：(分组准备)天平、砝码，体积不同的铝块、木块、橡皮各两块，刻度尺。

教学方法：设疑、实验探究、归纳．

教学设计：

一、引入课题：复习引入：前两节课，我们学习了质量概念，并动手测量了固体和液体的质量，记录了有关的实验数据．提问：相同体积的铜块、铁块、铝块，它们的质量大小有什么关系?

二、新课教学：

1、问题：这节课我们研究同种物质的质量跟体积有什么关系．对这个问题，同学们想知道什么?你能不能猜想一下同种物质的质量和体积可能会有什么关系?

猜想(我想知道)如：体积越大，质量越大．等等．

教师引导学生集中精力探究某一个话题．

选择：同种物质质量跟体积的比值是不是相同的?

设计实验：学生选择桌面上的不同器材，设计实验方案，并交流、讨论，教师点拨。

器材：选取桌面上所给器材

方法(略)

实验：

学生操作、记录，并对实验数据进行简单的分析处理。分析：同种物质的质量与体积的比值是一定的。

2、提出密度的概念

①概念：单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。

②公式：密度=质量/体积ρ=m/V

③单位：kg／m3103g/m31g／cm3=1000kg／m3

④例题：(略)

三、课堂小结：学生进行小结，并谈谈学习的体会和收获

四、课堂练习：阅读课本第105页的“三、密度”．

五、作业布置：1、完成课本第107页练习1、2题．2、预习课本第107页的“四、实验：用天平和量筒测定固体和液体的密度

六、板书设计：

三、密度

1、问题：同种物质的质量与体积可能会有什么关系?

猜想：略

设计实验：器材：

方法：

分析：同种物质的质量与体积的比值是一定的

2、密度

(1)概念：单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度