物理这门学科是描述我们生活的物理世界中万物之间运动规律

所以物理中所有的公式、规律都需要基于现实生活确实存在的运动事实

我们生活的世界:

时间是永恒的,没有人、没有物可以阻止时间的流逝。

不同物理定律的宇宙生命模式不同(从时间与空间的角度理解高中物理中的两大守恒定律)(1)

时间(图片来源于网络,侵删)

空间是永恒的,所有人、所有物都存在于宇宙中的某一个角落。

不同物理定律的宇宙生命模式不同(从时间与空间的角度理解高中物理中的两大守恒定律)(2)

空间(图片来源于网络,侵删)

因此,我们的世界中的时空观是永恒的时空观是物理理论的基石,也是自然科学的基石,宇宙中存在的一切都发生在一定的时间和空间之中。

那么

时间是什么?空间又是什么?

中国上下几千年的历史洪流中,从未停止过对“时空”的探索。从古人提出的盖天说到后来影响中国上千年的浑天说,都对我们生存的宇宙进行了研究。

古人云:往古来今谓之宙,四方上下谓之宇

空间,包括东,南,西,北等一切地点,是无边无际的;

时间,包括过去,现在,白天,黑夜等,是无始无终的。

“宇宙”就是指经典时空观念下,按客观规律运动的物质世界。

在西方世界,从亚里士多德、伽利略、牛顿到爱因斯坦,每一个伟大的物理学家都对“时间和空间是什么”做过回答,那么时间与空间究竟是什么?

时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数。根据不受外界影响的物质周期变化的规律来确定时间。例如月球绕地球转动的周期、地球自转的周期,原子振荡的周期等。宇宙大爆炸理论认为,宇宙是从一个起点处开始,这也是时间的起点

高中物理的经典时空观认为,时间是独立于物体及其运动而存在的。

高中物理中时间就是题目中讲到的时间t

空间具体事物的组成部分——位置信息,与时间相反,空间是眼睛可以看到、手可以触到的具体事物,都是处在一定空间位置中的具体事物,都具有空间位置的具体描述,没有空间位置的具体事物是根本不存在的。

高中物理中空间就是题目中讲到的位移x位置坐标(x,y,z)

回到我们关注的问题,我们如何从时间和空间的经典时空观来理解高中物理中两大守恒定律能量守恒、动量守恒

高中经典牛顿物理学体系下:力是改变物体运动的原因受力F是牛顿物理的关键物理量

能量守恒:

我们考虑作用力F在空间维度上的作用,一个物体受到外力F作用,运动位移x。

不同物理定律的宇宙生命模式不同(从时间与空间的角度理解高中物理中的两大守恒定律)(3)

外力F做功:

不同物理定律的宇宙生命模式不同(从时间与空间的角度理解高中物理中的两大守恒定律)(4)

外力F做功,物体获得动能

动能定理外力对物体做的总功等于物体动能的变化

不同物理定律的宇宙生命模式不同(从时间与空间的角度理解高中物理中的两大守恒定律)(5)

做功的过程就是能量转化的过程功是能量转化的量度

合外力不做功时,物体运动的动能守恒

有力做功的情况下,能量之间相互转化,例如:重力做功,动能和重力势能相互转化;弹力做功,动能和弹性势能相互转化;摩擦力做功,动能和内能相互转化;

动量守恒:

我们考虑作用力F在时间维度上的作用,一个物体受到外力F作用,作用时间t。

外力F做用:

不同物理定律的宇宙生命模式不同(从时间与空间的角度理解高中物理中的两大守恒定律)(6)

外力F作用,物体获得冲量

动量定理外力对物体做的总冲量等于物体动量的变化

不同物理定律的宇宙生命模式不同(从时间与空间的角度理解高中物理中的两大守恒定律)(7)

冲量就是动量转化的量度

没有合外力作用时,物体运动的动量守恒

时间和空间,共同组成了物理世界的时空观。

高中物理范畴之外,1915年爱因斯坦开创了广义相对论,并由此完成了他对宇宙的描述

在广义相对论理论中,时间和空间并不是宇宙中单纯的背景和舞台,相反,他们在宇宙的每个动作中都是重要的参与者

同时,广义相对论还给出了关于宇宙整体的新奇论断。

由于空间和时间会因为质量和能量的存在而发生变化,整个宇宙也会受到其所包含的质量和能量的影响

宇宙在整体上是膨胀或者收缩的

宇宙的演化(随时间膨胀或收缩的过程)取决于它的成分

完整的广义相对论的理论正是人类探索宇宙的古往今来、四方上下的最伟大的成就


我是悟小狸老师

一个帮你构建形象化的物理想象的物理老师

答疑QQ380611350

wechat:wuxiaoli_laoshi

关注公众号悟小狸

持续更新每一个物理基础模型,用动态建模的方式,让抽象的物理题目更加形象化,让你的物理题目“动”起来。

,