网上科普有关“八年级流体压强与流速的关系说课稿”话题很是火热，小编也是针对八年级流体压强与流速的关系说课稿寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。

　作为一名老师，通常需要准备好一份说课稿，是说课取得成功的前提。那么大家知道正规的说课稿是怎么写的吗？以下是我整理的八年级流体压强与流速的关系说课稿，仅供参考，大家一起来看看吧。

　教材分析

　学情分析——说学生：流体力学现象在生活中很常见，但学生对流体力学现象的理性思维和认识不足，因此学生对本节课的情景创设与实验探究具有很浓厚的兴趣，但由于学生的实验设计能力有所欠缺，老师要及时地进行兴趣激发与技巧引导。

　地位和作用：本节内容是流体力学的基础，是液体压强与大气压强的延伸与拓展。主要由“流体的压强与流速之间的关系”以及由此衍生出的“飞机的升力是如何产生的”两大知识点组成。

　教材抓住初中生具有强烈的好奇心和求知欲望的特点，利用实验探究、模型展示激发学生积极思考，探究物理规律，从而让学生能进一步从生活走向物理，从物理回归生活。

　根据学生实际情况和他们现有的知识储备，结合我对教材的理解，确定本节教学目标如下：

　教学目标：

　（一）知识与技能：

　1、了解流体的压强和流速的关系。

　2、了解飞机的升力是怎样产生的。

　3、了解生活中跟流体压强和流速相关的现象。

　（二）过程与方法：

　1、通过观察，认识流体的压强跟流速相关的现象。

　2、通过探究实验，体验流体压强差产生的升力。

　（三）情感态度价值观：

　1、通过本节的学习让学生进一步感受物理学的魅力所在，从而让学生更加热爱物理，热爱科学。

　2、通过本节进一步培养学生交流讨论，和团结协作精神。

　教学重点和难点：

　重点：流体的压强与流速的关系。

　难点：运用流体的压强与流速的关系，解释日常生活中的现象。

　教具准备：演示器材：吹风机，水槽、水、乒乓球、两只纸船、水槽、矿泉水瓶等；分组器材：白纸条、一枚 1角的铝质硬币、刻度尺、学生自制机翼模型等。

　教法学法

　本节教学以学生为主体，以教师为主导，引导学生从生活中的一些现象引出物理知识，再用所学的物理知识来解释生活中的一些物理现象。

　教学设计

　教学流程：采用“情境引入——实验探究——应用反思——课外拓展”四位一体的教学过程。

　教学模式：“学案导学，合作探究”——鉴于物理学科中“实验探究”在教学中的突出地位，用“学案导学、合作探究”替代“学案导学、展示激学”模式，将学生分成六个合作学习小组。

　目标达成：知识用于生活实际，培养学生终身的探究乐趣、良好的思维习惯，和让学生学会善于观察、善于归纳的科学实践能力。

　反馈调控措施：坚持过程评价与结果评价相结合，通过自评与互评及时了解学生的学习情况，根据具体教学内容适当调整教学活动。

　教学流程

　1、情境设疑，导入新课：

　情景创设1：让一学生用漏斗把乒乓球吹起来！

　情景创设2：向上吹气，乒乓球吹不走！

　情景创设3：再水盆的边缘放一个乒乓球，用小棒划动中间的水，观察现象。

　设计理念：创设激趣、设疑情景，目的是为了激发起学生强烈的求知欲望——好的开始时成功的一半。

　引入流体的概念：气体与液体都具有流动性，叫流体。

　实验探究，感悟新知：

　 一、探究气体压强与流速的关系：

　1、提出问题：流体压强与流速有什么样的关系？

　2、猜想与假设：

　猜想1：液体和气体流动越快，它的压强越大。

　猜想2：液体和气体流动越快，它的压强越小。

　猜想3：液体和气体流动越快，它的压强不变。

　设计理念：培养学生的科学猜想能力——没有大胆的猜想，就没有伟大的发现。

　3、设计实验并进行实验

　学生活动一：

　实验一：用双手将一张纸条靠在嘴唇下，另一端自然下垂，沿纸的上方水平吹气，观察现象。

　实验二：请同学们手握两张纸，让纸自然下垂，在两张纸中间向下吹气，观察现象。

　——边做边想：分析这两个实验的现象中有哪些相同的地方。并猜想其中的原因？

　实验三：演示：在两根固定好的平行的玻璃管两侧放置两个乒乓球，然后让学生用大吸管向乒乓球中间吹气，观察现象。

　设计理念：学生通过对以上三个实验现象的分析与概括得出结论——培养学生的分析论证能力和归纳概括能力。

　得出结论：气体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大——多媒体板书。

　 二、探究液体压强与流速的关系：

　导语：气体的压强差异会产生这么奇妙的效果，液体的压强与流速之间是否也有相似性质呢

　情景导入：1912年，“奥林匹克”号与“豪克”号的意外相撞事故。

　学生活动二：

　两只纸船漂在水面上，让学生用矿泉水瓶向中间喷水，看小船是向两侧分开还是向中间靠拢？

　根据气体压强与流速的关系思考两纸船靠拢的原因——进行类比性推理训练能力的培养。

　得出结论：液体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大——多媒体板书。

　学生活动三：

　硬币跳高比赛——以比赛形式进行探究活动，迅速激发学生的参与热情，

　预设感想：当学生真的把硬币吹起来的时候，学生个个兴奋不已，学生在惊愕中体验到了科学的力量有多么的神奇！

　知识反馈：尝试解释激趣与导课实验，让学生通过交流讨论找到原因？

　情景强化：用吹风机吹乒乓球的实验——乒乓球放到吹风机口，无论朝向什么方向，乒乓球好像被什么吸住了，不会掉下来。

　学生归纳结论：板书：流体在流速大的地方压强小，流体在流速小的地方压强大。

　设计理念：将教材上的一个实验探究改为多个实验探究，目的是激发并保持学生的学习兴趣，并通过归纳概括，使实验现象更具有说服力，加深学生对所学知识的记忆。

　关心科技，走进生活

三、探究飞机的升力产生的原因：

　导入：飞机起飞的动态画面——几十吨的飞机腾空而起并在空中自由飞翔，靠的是什么力量呢？——利用直观情景更容易培养学生的问题意识。

　学生活动四：

　拿出上节课布置的小制作作业——按照右图的尺寸折成的机翼模型，用嘴对着“机翼”前端细线的位置水平吹气，观察现象？教师强调机翼的形状，学生思考升力产生的原因？

　情景模拟与释疑——利用动画的好处是直观形象，学生易于接受。

　再通过引导学生分析出：在相同时间机翼上方气流通过的路程长，速度比下方气流大。

　得出结论：气流在机翼上下表面由于流速不同产生了压力差，形成向上的升力。

　 四、探究生活中的流体现象：

　你能用今天所学解释学案上的生活现象吗——预设并准备了几个与流体压强知识有关的生活画面和自然现象。

　设计理念：一为巩固所学，二是让学生感受到流体压强的知识就在身边而且应用广泛。

　情境：火车站站台上要设一条安全线且不允许人进入。

　情境：“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”——杜甫诗句。

　情境：下雨打伞遇到大风时，雨伞为什么会被向上吸起来？

　情境：草原犬鼠如何将自己的巢穴打造成“空调系统”？

　视频情景：模拟龙卷风——为什么排水管能将纸片吸起并抛向空中？

　实验情景：对着纸杯口沿水平方向吹气，纸杯为什么会跳出来？

　——六个小组抽签，每组解释一个，比比哪个小组的解答思路清晰，语言简练，说理透彻！

　设计理念：学案导学、合作探究，学以致用，升华能力——培养小组内的交流合作精神，锻炼学生的思维能力、归纳概括能力以及语言表达等能力。

　预设感想：利用学案上设计的六个生活情景，让学生学以致用，引导学生从物理回归生活，让学生尝试用刚获得的知识去解决一些实际问题，既巩固了新知，又提高了学生的各种能力。

　探索实践，走出课堂

　情景：鼓励学生根据流体力学原理制作一个飞机模型，一周以后举行航模比赛，看谁的模型飞的高，飞的时间长——动手动脑，学以致用，激发兴趣，发展智力。

　畅谈收获：

　以小组为单位，谈谈本节课的收获，自主归纳本节课所学：知识与技能、过程与方法、感悟和体会、还想知道那些知识等。

　设计理念：知识与技能的提炼，过程与方法的拓展，情感态度与价值观的升华。

　布置作业

　乒乓球是我们济宁十二中的体育优势项目，是我校的骄傲与自豪……弧圈球是乒乓球运动中最为实用的一种技巧。请你上网查询“弧圈球”的原理。

　作业设计理念：情感上：实事求是，激起自豪；知识上：学以致用，课外延伸；能力上：激发兴趣，发展特长。

　时间安排

　学生主体地位与教师的主导作用必须相得益彰——既要放得开，也要收的拢。在时间安排上教师应适当矫正，灵活掌握。

　一、说教材

　首先，说说我对教材的.理解。《流体压强与流速的关系》选自人教版物理八年级下册第九章第四节内容，是液体压强和大气压强的延伸和拓展，主要是探究流体压强与流速之间的关系，属于流体动力学的知识，是初中力学的一个重点，也是教材中压强部分的，且本节课的知识在日常生活和生产中有广泛的应用。

　二、说学情

　学生是教学的主体，一切教学水平都要适合并促进学生的发展，八年级的学生已经学习了液体压强等相关知识，但对实验现象解释不足。他们的好奇心和求知欲强烈，但理性认识不足。学生的思维已从形象思维向抽象逻辑思维转化，但形象思维仍占主导地位。

　三、教学目标

　根据新课程标准，教材特点，学生的实际，我确定了如下教学三维目标：

　知识与技能：了解流体压强与流速之间的关系，应用流体压强与流速的关系去解释生活现象。

　过程与方法：通过观察实验，提高学生分析，归纳和总结的能力和自主探究的能力。

　情感与态度价值观：培养了与探索生活中的物理知识的兴趣和实事求是的科学态度。

　四、学重难点

　教学重点是一节课中最本质、最重要的知识内容，是一节课的核心和基础。基于对教材和学情的分析，本节课的重点内容是了解流体压强与流速的关系，并用其解释生活中的有关现象。难点是用流体压强与流速的关系解释生活现象。

　五、说教学方法

　为了更好的实现教学三维目标，突破重难点，我将采用讲授法、演示法和实验探究发等叫法，学生在教师的指导下用观察法、实验探究法、交流讨论法和类比法等学法；从而充分发挥教师的主导作用和体现学生的主体地位。

　六、说教学过程

　接下来，我将具体从导入新课，新课教学、巩固提高和小结作业等几个方面来谈谈本节课的教学过程设计。

　（一）导入新课

　在新课导入环节，我将通过趣味游戏“比一比，谁是大气王”和学生互动，把小球放在漏斗一边，从漏斗另一边向上吹或横着吹，比一比哪位同学能把小球吹得最高或最远。学生用力吹漏斗，学生带着问题上课，然后我将让学生观看动画图，“转动风车”和“流水”从而引出流体的概念。

　（二）讲授新课

　在新课教学环节，我先提出“气体压强与流速有什么关系？”学生根据过生活经验大胆猜测气体压强与流速的关系，从而培养了敢于猜想，敢于回答的精神。接着我通过“U型管压强计”的实验，师生共同探究气体压强与流速之间的关系，学生观察实验现象后，对气体压强与流速的关系已有一定的了解，这时，我给若干纸张、塑料杯、吸管、打火机和蜡烛，让学生分组后自主设计并探究，在探究过程中，我会注意观察学生们的操作，并做适当的引导，然后请小组代表上台演示实验，引导学生对实验想想进行分析，交流总结得出正确的结论：气体流速越大的位置，压强越小。学生通过师生探究，树立正确的科学态度，且在和同伴相互合作和学习发挥自身的主体作用和主观能动作用。

　在探究气体压强与流速之间的关系后，利用类比的方法，把研究课题从“气体压强与流速的关系”转移到“液体压强与流速的关系”上来，引导学生沿着这样一种思维程序进行探究，引导学生形成猜想，液体流速越大的位置，压强越小，然后引入1912年航轮“奥林匹克”号和较小的“豪克”号铁军巡洋远舰相撞事故来验证猜想。用纸船模拟两船相撞的情景，通过现象得出结论，验证猜想从而得出：液体流速越大的位置，压强越小。然后引导学生应用结论解释“大气王”无法将小球吹走的秘密。

　学生习得新知后，要学会如何用其去解释生活中的有关现象才是最重要的，因此我将播放飞机起飞的视频，让学生仔细倾听解飞执行力的原因。看汽车的、了解汽车尾翼板的“秘密”，展示喷雾器，让学生了解其中的“神奇“。观看火车安全线的，并模拟列车行驶的情景，使学生知道安全线的意义。告诉学生我们不仅要掌握流体压强与流速之间的关系，更重要的是要懂得应用规律来解释生活中的有关现象，从而突破教学难点，并体现“从物理走向社会的教学理念”。

　（三）巩固提高

　相信大家都有过这样的经历：步行在雨中，我们会打一把伞。一阵大风吹来，雨伞会被向上吸起来。这是为什么呢？你能不能用今天所学的知识解释这个现象呢？

　通过进一步习题的练习，达到巩固知识，检测学生掌握知识情况，及时进行反馈。让学生感到物理无处不在，让自然的神奇带给学生无尽的探究欲望！

　（四）小结作业

　举出一些生活中与流体压强与流速之间关系的实例，学生在观察和实践中运用物理知识解释生活中的物理现象，提高其观察和分析能力，将课堂上所学知识与实际相结合。

如何提高初中生学习物理的兴趣

方法：\x0d\1．认真听讲，独立做题。\x0d\认真听讲，落实三基：基本概念要清楚，基本规律要熟悉，基本方法要熟练。选择一本较好的教辅资料，独立的做一些练习题。题目要有一定的数量，不能太少，但更要有质量，有一定的难度。任何一个人学习数理化不经过这一关是学不好的。习题的练习多做归类练习和变式练习。也就是把相同或相似的习题放在一起，变式练习就是习题的难度是递进式的，一点一点增加难度。\x0d\2．注意物理过程和方法。\x0d\要对物理过程和方法比较清楚，只有明确了物理现象发生的条件，了解了物理现象发生的过程，才能建立比较清晰的物理概念，只有掌握了物理的思维和研究方法，才能掌握物理的技能和技巧。还有学会一些必要的辅助方法，该画图的要画图，该用数学公式的要用数学公式。\x0d\3．有正确的态度和情感。\x0d\正确的学习态度最基本的就是上课要专心听讲，虚心向老师学习。不要以为老师讲得简单就不认真听讲，而要当成是复习、巩固。尽量与老师保持一致，不能自搞一套，否则就等于完全自学了。上课主要应以听为主，要准备一个笔记本，有些东西要记下来。如知识结构，好的例题，听不懂的地方都要记下来。课后要整理笔记，一方面是为了“消化”，另一方面是对笔记本作好补充。笔记一定要在当天就整理好，不然时间一长，有些内容就遗忘了。笔记不只是记老师讲的，还要作一些读书笔记，自己在作业中发现的好的例题，好的解法，也要记在笔记本上，以后要经常翻看。\x0d\交流，反思：\x0d\同学们之间的互助学习也是非常必要和有效的。现在的初中物理新的教学目标中就有合作与交流、情感与价值观等内容。所以要经常与身边的同学进行交流，互教互学，取长补短，共同提高。自己有了好的方法要学会与人分享，与人玫瑰，手有余香。同时，也要谦虚地吸取别人在学习中的闪光点，这样才能共同进步，大家的友谊也更加深厚。\x0d\别外还有很重要的一点，就是要重视知识结构，这一点依赖于平时认真地思考和阶段性总结。毕竟物理是一门自然科学，有很强的逻辑性，只有学会了系统地掌握好知识结构，把零散的知识以网状形式相关联，这样可以加深对知识点的理解和掌握，更好地对知识进行灵活运用，达到举一反三，触类旁通的效果。\x0d\重难点及建议：\x0d\中考的重点和难点\x0d\重点：力学电学\x0d\难点：浮力的计算、不同状态下电路的分析与计算\x0d\建议\x0d\1）、对基本的物理知识要深刻的理解，反复思考，感悟，真正变为自己的知识。\x0d\2）、对中考的重点、难点要加强强化训练。\x0d\3）、在平时的学习中，对自己的错题记录在一个本子上，做一个错题集。复习的时候就可以把更多的时间放在自己不懂得地方，提高学习的效率。

适合初中生的记忆法

1，学好数学，数学是物理的语言

2，力学抓平衡，电学抓方程：

在各个力学概念理解之后，经常利用力的平衡列方程（静止、匀速直线、漂浮、悬浮、杠杆、滑轮组、热平衡、、、、）。

电学是在明确电流走向之后，利用物理规律列出电学方程，在求解。（电路中只要有一处发生变化：比如电阻变了、开关变了、温度变了等等。电路中的各个物理量将重新分配）

3，注意解题方法：反复体会。各种难题都是简单问题的叠加，找到各个简单问题之间的关系，是解题关键。

4，注意几个守恒规律：能量守恒定律、动量守恒定律、机械能守恒、电荷守恒、质量守恒、、、、根据他们列方程，简便明了。

另外多从生活中引入物理知识

我是一个笨笨的初中生，为我简单介绍一下相对论吧~~

1）复述法。

对知识理解之后，是容易记了，但并不等于全记住了。因此，还应当紧接着采取措施，巩固这时形成的记忆。复述法是巩固理解记忆的最好办法之一。这种方法就是，合上课本，根据自己的理解，把要记忆的知识说一遍。注意，一定要说出声来。最好是由一位同学看着课本，你大声说给他听。经过自己的嘴，再有意识地说过一遍的内容，记得是很清晰的。有的同学在帮助一位生病缺课的同学补课的过程中发现，补课的那几课记得特别牢，就是因为他在理解的基础上又复述了一遍。所以，中学时期，交上几个好朋友，课后在一起采取互相考课文，逼着自己复述刚上过的课程，对记忆所学的知识是很有好处的。

2）改错趣味记忆法

俗话说："吃一堑，长一智。""教训是深刻的。"就是说错误所造成的记忆是印象深刻的，有的甚至终生难忘。错误本身并不值得记忆，但是由于产生了错误，反而对正确的内容产生了深刻的印象。因此，作业或考试中出现了错误，一定要找出原因，引以为戒，以加深记忆。现在，在语文、外语、数学等学科的考试中都有了改错题，就是企图运用改错来加强学生对知识的记忆。

趣味记忆，是因为生动形象的、内容有趣的材料，在头脑中留下的记忆保持量，远远超过内容枯燥乏味的材料。许多中学老师在多年教学中，积累了许多生动的例子、有趣的比喻、精彩有故事，在课堂上举出来，不仅增加了课堂效果，而且易于增强记忆。

3）归类网络记忆法

把学习的内容按事物的外部特征、或按事物的内在联系进行分类，有的分类可以连续不断地分下去，形成网络。由于分出的类目或分出的网络，代表了一大类需要记忆的内容。我们只要记住了类目或网络，遇到某一类目下的具体内容时，即可由类目和网络推得。

相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)创立，分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。

相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯性参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于1915年[爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作，在1916年初正式发表相关论文]。

由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难，即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用。因此，在整个宇宙中不存在惯性观测者。爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论。

狭义相对论最著名的推论是质能公式，它说明了质量随能量的增加而增加。它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量，但它不是导致原子弹的诞生的原因。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞，与有些天文观测到的现象符合。

相对论的一个非常重要的推论是质量和能量的关系。爱因斯坦关于光速对于任何人而言都应该显得相同。这意味着，没有东西可以运动得比光还快。当人们用能量激素任何物体，无论是粒子或者空间飞船，实际上要发生的事，它的质量增加，使得对它进一步加速更加困难。要把一个粒子加速到光速要消耗无限大能量，因而是不可能的。正如爱因斯坦的著名公式E=MC^2所总结的，质量和能量是等效的。

除了量子理论以外，1905年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为《论动体的电动力学》的文章引发了二十世纪物理学的另一场革命。文章研究的是物体的运动对光学现象的影响，这是当时经典物理学面对的另一个难题。

十九世纪中叶，麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了以光速C传播的电磁波的存在。到十九世纪末，实验完全证实了麦克斯韦理论。电磁波是什么？它的传播速度C是对谁而言的呢？当时流行的看法是整个宇宙空间充满一种特殊物质叫做“以太”，电磁波是以太振动的传播。但人们发现，这是一个充满矛盾的理论。如果认为地球是在一个静止的以太中运动，那么根据速度叠加原理，在地球上沿不同方向传播的光的速度必定不一样，但是实验否定了这个结论。如果认为以太被地球带着走，又明显与天文学上的一些观测结果不符。

1887年迈克尔逊和莫雷利用光的干涉现象进行了非常精确的测量，仍没有发现地球有相对于以太的任何运动。对此，洛仑兹(H．A．Lorentz)提出了一个假设，认为一切在以太中运动的物体都要沿运动方向收缩。由此他证明了，即使地球相对以太有运动，迈克尔逊也不可能发现它。爱因斯坦从完全不同的思路研究了这一问题。他指出，只要摒弃牛顿所确立的绝对空间和绝对时间的概念，一切困难都可以解决，根本不需要什么以太。

爱因斯坦提出了两条基本原理作为讨论运动物体光学现象的基础。第一个叫做相对性原理。它是说：如果坐标系K'相对于坐标系K作匀速运动而没有转动，则相对于这两个坐标系所做的任何物理实验，都不可能区分哪个是坐标系K，哪个是坐标系K′。第二个原理叫光速不变原理，它是说光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度。

从表面上看，光速不变似乎与相对性原理冲突。因为按照经典力学速度的合成法则，对于K′和K这两个做相对匀速运动的坐标系，光速应该不一样。爱因斯坦认为，要承认这两个原理没有抵触，就必须重新分析时间与空间的物理概念。

经典力学中的速度合成法则实际依赖于如下两个假设：

1．两个事件发生的时间间隔与测量时间所用的钟的运动状态没有关系；

2．两点的空间距离与测量距离所用的尺的运动状态无关。

爱因斯坦发现，如果承认光速不变原理与相对性原理是相容的，那么这两条假设都必须摒弃。这时，对一个钟是同时发生的事件，对另一个钟不一定是同时的，同时性有了相对性。在两个有相对运动的坐标系中，测量两个特定点之间的距离得到的数值不再相等。距离也有了相对性。

如果设K坐标系中一个事件可以用三个空间坐标x、y、z和一个时间坐标t来确定，而K′坐标系中同一个事件由x′、y′、z′和t′来确定，则爱因斯坦发现，x′、y′、z′和t′可以通过一组方程由x、y、z和t求出来。两个坐标系的相对运动速度和光速c是方程的唯一参数。这个方程最早是由洛仑兹得到的，所以称为洛仑兹变换。

利用洛仑兹变换很容易证明，钟会因为运动而变慢，尺在运动时要比静止时短，速度的相加满足一个新的法则。相对性原理也被表达为一个明确的数学条件，即在洛仑兹变换下，带撇的空时变量x'、y'、z'、t'将代替空时变量x、y、z、t，而任何自然定律的表达式仍取与原来完全相同的形式。人们称之为普遍的自然定律对于洛仑兹变换是协变的。这一点在我们探索普遍的自然定律方面具有非常重要的作用。

此外，在经典物理学中，时间是绝对的。它一直充当着不同于三个空间坐标的独立角色。爱因斯坦的相对论把时间与空间联系起来了。认为物理的现实世界是各个事件组成的，每个事件由四个数来描述。这四个数就是它的时空坐标t和x、y、z，它们构成一个四维的连续空间，通常称为闵可夫斯基四维空间。在相对论中，用四维方式来考察物理的现实世界是很自然的。狭义相对论导致的另一个重要的结果是关于质量和能量的关系。在爱因斯坦以前，物理学家一直认为质量和能量是截然不同的，它们是分别守恒的量。爱因斯坦发现，在相对论中质量与能量密不可分，两个守恒定律结合为一个定律。他给出了一个著名的质量-能量公式：E＝mc?，其中c为光速。于是质量可以看作是它的能量的量度。计算表明，微小的质量蕴涵着巨大的能量。这个奇妙的公式为人类获取巨大的能量，制造原子弹和氢弹以及利用原子能发电等奠定了理论基础。

对爱因斯坦引入的这些全新的概念，大部分物理学家，其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹，都觉得难以接受。旧的思想方法的障碍，使这一新的物理理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉，就连瑞典皇家科学院，1922年把诺贝尔奖金授予爱因斯坦时，也只是说“由于他对理论物理学的贡献，更由于他发现了光电效应的定律。”对于相对论只字未提。

爱因斯坦于1915年进一步建立起了广义相对论。狭义相对性原理还仅限于两个相对做匀速运动的坐标系，而在广义相对论性原理中匀速运动这个限制被取消了。他引入了一个等效原理，认为我们不可能区分引力效应和非匀速运动，即非匀速运动和引力是等效的。他进而分析了光线在靠近一个行星附近穿过时会受到引力而弯折的现象，认为引力的概念本身完全不必要。可以认为行星的质量使它附近的空间变成弯曲，光线走的是最短程线。基于这些讨论，爱因斯坦导出了一组方程，它们可以确定由物质的存在而产生的弯曲空间几何。利用这个方程，爱因斯坦计算了水星近日点的位移量，与实验观测值完全一致，解决了一个长期解释不了的困难问题，这使爱因斯坦激动不已。他在写给埃伦菲斯特的信中这样写道：“……方程给出了近日点的正确数值，你可以想象我有多高兴！有好几天，我高兴得不知怎样才好。”

1915年11月25日，爱因斯坦把题为“万有引力方程”的论文提交给了柏林的普鲁士科学院，完整地论述了广义相对论。在这篇文章中他不仅解释了天文观测中发现的水星轨道近日点移动之谜，而且还预言：星光经过太阳会发生偏折，偏折角度相当于牛顿理论所预言的数值的两倍。第一次世界大战延误了对这个数值的测定。1919年5月25日的日全食给人们提供了大战后的第一次观测机会。英国人爱丁顿奔赴非洲西海岸的普林西比岛，进行了这一观测。11月6日，汤姆逊在英国皇家学会和皇家天文学会联席会议上郑重宣布：得到证实的是爱因斯坦而不是牛顿所预言的结果。他称赞道“这是人类思想史上最伟大的成就之一。爱因斯坦发现的不是一个小岛，而是整整一个科学思想的新大陆。”泰晤士报以“科学上的革命”为题对这一重大新闻做了报道。消息传遍全世界，爱因斯坦成了举世瞩目的名人。广义相对论也被提高到神话般受人敬仰的宝座。

从那时以来，人们对广义相对论的实验检验表现出越来越浓厚的兴趣。但由于太阳系内部引力场非常弱，引力效应本身就非常小，广义相对论的理论结果与牛顿引力理论的偏离很小，观测非常困难。七十年代以来，由于射电天文学的进展，观测的距离远远突破了太阳系，观测的精度随之大大提高。特别是1974年9月由麻省理工学院的泰勒和他的学生赫尔斯，用305米口径的大型射电望远镜进行观测时，发现了脉冲双星，它是一个中子星和它的伴星在引力作用下相互绕行，周期只有0.323天，它的表面的引力比太阳表面强十万倍，是地球上甚至太阳系内不可能获得的检验引力理论的实验室。经过长达十余年的观测，他们得到了与广义相对论的预言符合得非常好的结果。由于这一重大贡献，泰勒和赫尔斯获得了1993年诺贝尔物理奖。

狭义相对论的概念

马赫和休谟的哲学对爱因斯坦影响很大。马赫认为时间和空间的量度与物质运动有关。时空的观念是通过经验形成的。绝对时空无论依据什么经验也不能把握。休谟更具体的说：空间和广延不是别的，而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。而时间总是又能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。1905年爱因斯坦指出，迈克尔逊和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的，光速是不变的。而牛顿的绝对时空观念是错误的。不存在绝对静止的参照物，时间测量也是随参照系不同而不同的。他用光速不变和相对性原理提出了洛仑兹变换。创立了狭义相对论。

狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论，因此要弄清相对论的内容，要先对相对论的时空观有个大体了解。在数学上有各种多维空间，但目前为止，我们认识的物理世界只是四维，即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思，只有数学意义，在此不做讨论。

四维时空是构成真实世界的最低维度，我们的世界恰好是四维，至于高维真实空间，至少现在我们还无法感知。有一个例子，一把尺子在三维空间里（不含时间）转动，其长度不变，但旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标，它与空间坐标是有联系的，也就是说时空是统一的，不可分割的整体，它们是一种“此消彼长”的关系。

四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多，这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性，我们不能对它妄加怀疑。

相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。

狭义论原理

物质在相互作用中作永恒的运动，没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系，相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立的描述运动。也就是说，运动必须有一个参考物，这个参考物就是参考系。

伽利略曾经指出，运动的船与静止的船上的运动不可区分，也就是说，当你在封闭的船舱里，与外界完全隔绝，那么即使你拥有最发达的头脑，最先进的仪器，也无从感知你的船是匀速运动，还是静止。更无从感知速度的大小，因为没有参考。比如，我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态，因为宇宙是封闭的。爱因斯坦将其引用，作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理。其内容是：惯性系之间完全等价，不可区分。

著名的麦克尔逊·莫雷实验彻底否定了光的以太学说，得出了光与参考系无关的结论。也就是说，无论你站在地上，还是站在飞奔的火车上，测得的光速都是一样的。这就是狭义相对论的第二个基本原理：光速不变原理。

由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式，速度变换式等所有的狭义相对论内容。比如速度变换，与传统的法则相矛盾，但实践证明是正确的，因此，从这个意义上说，光速是不可超越的，因为无论在那个参考系，光速都是不变的。速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明，是无可挑剔的。正因为光的这一独特性质，因此被选为四维时空的唯一标尺。

狭义论效应

根据狭义相对性原理，惯性系是完全等价的，因此，在同一个惯性系中，存在统一的时间，称为同时性，而相对论证明，在不同的惯性系中，却没有统一的同时性，也就是两个事件(时空点)在一个惯性系内同时，在另一个惯性系内就可能不同时，这就是同时的相对性，在惯性系中，同一物理过程的时间进程是完全相同的，如果用同一物理过程来度量时间，就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道，非惯性系中，时空是不均匀的，也就是说，在同一非惯性系中，没有统一的时间，因此不能建立统一的同时性。

相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系，发现运动的惯性系时间进度慢，这就是所谓的钟慢效应。可以通俗的理解为，运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。

尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。由于"同时"的相对性，不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。

由以上陈述可知，钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说，时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观，相对论认为，绝对时间是不存在的，然而时间仍是个客观量。比如在下期将讨论的双生子理想实验中，哥哥乘飞船回来后是15岁，弟弟可能已经是45岁了，说明时间是相对的，但哥哥的确是活了15年，弟弟也的确认为自己活了45年，这是与参考系无关的，时间又是"绝对的"。这说明，不论物体运动状态如何，它本身所经历的时间是一个客观量，是绝对的，这称为固有时。也就是说，无论你以什么形式运动，你都认为你喝咖啡的速度很正常，你的生活规律都没有被打乱，但别人可能看到你喝咖啡用了100年，而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。

狭义论小结

相对论要求物理定律要在坐标变换(洛伦兹变化)下保持不变。经典电磁理论可以不加修改而纳入相对论框架，而牛顿力学只在伽利略变换中形式不变，在洛伦兹变换下原本简洁的形式变得极为复杂。因此经典力学与要进行修改，修改后的力学体系在洛伦兹变换下形式不变，称为相对论力学。

狭义相对论建立以后，对物理学起到了巨大的推动作用。并且深入到量子力学的范围，成为研究高速粒子不可缺少的理论，而且取得了丰硕的成果。然而在成功的背后，却有两个遗留下的原则性问题没有解决。第一个是惯性系所引起的困难。抛弃了绝对时空后，惯性系成了无法定义的概念。我们可以说惯性系是惯性定律在其中成立的参考系。惯性定律实质一个不受外力的物体保持静止或匀速直线运动的状态。然而"不受外力"是什么意思?只能说，不受外力是指一个物体能在惯性系中静止或匀速直线运动。这样，惯性系的定义就陷入了逻辑循环，这样的定义是无用的。我们总能找到非常近似的惯性系，但宇宙中却不存在真正的惯性系，整个理论如同建筑在沙滩上一般。第二个是万有引力引起的困难。万有引力定律与绝对时空紧密相连，必须修正，但将其修改为洛伦兹变换下形势不变的任何企图都失败了，万有引力无法纳入狭义相对论的框架。当时物理界只发现了万有引力和电磁力两种力，其中一种就冒出来捣乱，情况当然不会令人满意。

爱因斯坦只用了几个星期就建立起了狭义相对论，然而为解决这两个困难，建立起广义相对论却用了整整十年时间。为解决第一个问题，爱因斯坦干脆取消了惯性系在理论中的特殊地位，把相对性原理推广到非惯性系。因此第一个问题转化为非惯性系的时空结构问题。在非惯性系中遇到的第一只拦路虎就是惯性力。在深入研究了惯性力后，提出了著名的等效原理，发现参考系问题有可能和引力问题一并解决。几经曲折，爱因斯坦终于建立了完整的广义相对论。广义相对论让所有物理学家大吃一惊，引力远比想象中的复杂的多。至今为止爱因斯坦的场方程也只得到了为数不多的几个确定解。它那优美的数学形式至今令物理学家们叹为观止。就在广义相对论取得巨大成就的同时，由哥本哈根学派创立并发展的量子力学也取得了重大突破。然而物理学家们很快发现，两大理论并不相容，至少有一个需要修改。于是引发了那场著名的论战：爱因斯坦VS哥本哈根学派。直到现在争论还没有停止，只是越来越多的物理学家更倾向量子理论。建立了广义相对论以后，爱因斯坦后来的约四十年的时间都用来探索统一场论，试图把引力和电磁力统一起来，以次完成物理学的完全统一。刚开始几年他十分乐观，以为胜利在握；后来发现困难重重。当时的大部分物理学家并不看好他的工作，因此他的处境十分孤立。虽然他始终没有取得突破性的进展，不过他的工作为物理学家们指明了方向：建立包含四种作用力的超统一理论。目前学术界公认的最有希望的候选者是超弦理论与超膜理论。

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