万有引力定律是怎样发现

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万有引力定律的发现

万有引力定律的发现

万有引力定律的发现万有引力定律发现是人类认识史上最重大的事件之一。

在这一发现过程中,牛顿对引力平方反比定律的发现,即所谓“开普勒命题”的证明,起到了关键性作用,它标志着牛顿成熟地掌握了动力学原理是发现万有引力定律的必要前提。

牛顿在惠更斯1673年发表离心力定律之前,结合开普勒周期定律,得到了圆轨道上的平方反比关系;胡克与牛顿在1679年底至1680年初之间的通信,诱发了牛顿首次理解开普勒面积定律的物理意义,并应用几何图形法来解决开普勒命题。

也就是说,牛顿是在1680年才发现我们现在所理解意义上的引力平方反比定律。

一、圆轨道上平方反比关系的发现牛顿对动力学的研究从研究圆周运动问题已经开始的;牛顿借助他有关相撞问题的研究成果,卓有成效地从动力学角度去定量处置圆周运动中力与“运动的发生改变”之间的关系,并利用等价性将直线运动的分析结论推展至圆周运动和椭圆运动,为其有关力学的进一步研究奠定了稳固的基础。

同时期的惠更斯也注意到圆周运动问题,并从运动学角度对它展开了较为深入细致的研究;就离心力定律的辨认出而言,惠更斯跑在牛顿的前面。

牛顿是在1665或1666年写的“仿羊皮手稿”(thevelluomanuscript)中提出“(l/2)r公式”:“一个在直线上从静止开始运动的物体,其所受的力等于作用在沿半径为r的圆周、以速度v运动的同等物体的力;则在圆周上运动的物体通过距离r的时间内,直线上运动的物体将行进(1/2)r距离。

”根据牛顿的手稿,我们可以得到上述公式的推断过程:首先,牛顿得出直线运动、圆周运动状态的初始条件,即同等的时间、物体和力;其次,牛顿依据已认识到的两种运动(量)之间的等价性,推断出来:直线上从恒定已经开始运动的物体,在时间r/v内获得的运动量为mv、末速度为v;最后,牛顿/得到直线上由恒定已经开始运动的物体,在时间r/v内经过的距离为:[(1/2)v]·(r/v)=(1/2)r。

科学家发明的小故事

科学家发明的小故事

1、牛顿——万有引力的发现人们都知道从苹果落地中牛顿发现了万有引力定律的故事,其实那不过是法国启蒙思想家伏尔泰为宣传自然科学而编的故事。

在牛顿之前,人们已经知道有两种“力”:地面上的物体都受重力的作用,天上的月球和地球之间以及行星和太阳之间都存在引力。

这两种力究竟是性质不同的两种力?还是同一种力的不同表现?牛顿在剑桥大学读书时就考虑起这个问题了。

牛顿23岁时,鼠疫流行于伦敦。

剑桥大学为预防学生受传染,通告学生休学回家避疫,学校暂时关闭。

牛顿回到故乡林肯郡乡下。

他仍没有间断学习和对引力问题的思考。

那时,乡下的孩子们常常用投石器打几个转转,之后,把石头抛得很远。

他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过,而牛奶不洒出来。

这一现像激发了牛顿关于引力的想像:“什么力使投石器里面的石头,水桶里的牛奶不掉下来呢?”这个问题使他想到开普勒和伽利略的思想。

他从浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,广寒的月球,直至庞大的地球,进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。

这对牛顿抓紧这些神奇的思想不放,一头扎进“引力”的计算和验证中了。

牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。

他首先推求月球和地球距离,由于引用的资料数据不正确,计算的结果错了。

因为依理推算月球围绕地球转,每分钟的向心加速度应是16英尺,但据推算仅得13.9英尺。

在失败的困境中,牛顿没有灰心,反而以更大的努力进行辛勤的研究。

1671年,新测量的地球半径值公布了。

牛顿利用这一数据重新检验了自己的理论,同时,还利用他自己发明的微积分处理了月一地关系中不能把地球看作质点时,重力加速度的计算问题。

有了这两项改进,牛顿得到了两个完全一致的加速度值。

这使他认为,重力和引力具有相同的本质。

他又把基于地面物体运动的三条定律(即牛顿三大定律)用于行星运动,同样得出满意的正确结论。

牛顿整整经过了7个春秋寒暑,到他30岁时终于把举世闻名的“万有引力定律”全面证明出来,奠定了理论天文学、天体力学的基础。

万有引力定律谁发现的

万有引力定律谁发现的

万有引力定律谁发现的谁发现了万有引力定律最早提出万有引力定律的科学家是牛顿牛顿是万有引力定律的发现者。

他在1665~1666年开始考虑这个问题。

万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。

1679年,R·胡克在写给他的信中提出,引力应与距离平方成反比,地球高处抛体的轨道为椭圆,假设地球有缝,抛体将回到原处,而不是像牛顿所设想的轨道是趋向地心的螺旋线。

牛顿没有回信,但采用了胡克的见解。

在开普勒行星运动定律以及其他人的研究成果上,他用数学方法导出了万有引力定律。

牛顿把地球上物体的力学和天体力学统一到一个基本的力学体系中,创立了经典力学理论体系。

正确地反映了宏观物体低速运动的宏观运动规律,实现了自然科学的第一次大统一。

这是人类对自然界认识的一次飞跃。

牛顿的普适的万有引力定律表示如下:F=(G×M₁×M₂)/R²任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。

该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。

万有引力定律的科学意义万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一。

它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。

它第一次解释了(自然界中四种相互作用之一)一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。

万有引力定律揭示了天体运动的规律,在天文学上和宇宙航行计算方面有着广泛的应用。

它为实际的天文观测提供了一套计算方法,可以只凭少数观测资料,就能算出长周期运行的天体运动轨道,科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现,都是应用万有引力定律取得重大成就的例子。

利用万有引力公式,开普勒第三定律等还可以计算太阳、地球等无法直接测量的天体的质量。

牛顿还解释了月亮和太阳的万有引力引起的潮汐现象。

他依据万有引力定律和其他力学定律,对地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动,也成功的做了说明。

万有引力定律公式推导

万有引力定律公式推导

万有引力定律公式推导万有引力定律是牛顿引力定律的一个特例。

它的公式推导是指导我们理解自然现象的基础,下面为大家详细介绍。

众所周知,万有引力定律是描述任意两个质点之间相互作用的定律,牛顿通过研究行星的运动轨迹而发现了这个定律。

假设有两个质量分别为m1和m2的质点,它们之间的距离为r,它们对彼此的引力F就可以用下面的公式描述:F =G ((m1*m2)/(r^2))其中,G是万有引力常数,它的值约为6.67×10^(-11)牛顿·米^2/千克^2。

这个公式推导的关键是想明白质点之间的引力是如何产生的。

根据牛顿的第三定律,任何一个物体对另一个物体施加的力,第二个物体都会以同样大小的反作用力施加在第一个物体上。

因此,如果我们假设两个质点之间存在某种力,那么这个力必须同时作用于这两个质点上。

接着,我们可以运用牛顿的第二定律,将质点的加速度和受到的力联系起来:F = m*a在这里,F是质点受到的力,m是质点的质量,a是质点的加速度。

然后,我们可以把万有引力的公式代入其中:G((m1*m2)/(r^2)) = m1*a1G((m2*m1)/(r^2)) = m2*a2其中,a1和a2分别是两个质点受到的加速度。

虽然我们不知道具体的a1和a2的数值,但是它们的方向是对称的,说明两个质点之间的相对运动是圆心对称的。

也就是说,两个质点之间的相对运动是一个圆心对称的运动。

这个运动的圆心正是两个质点的质心,因此我们可以把两个质点的运动看成是一个质点(即两个质点的质心)在圆周运动。

接下来,我们知道圆周运动的加速度大小是由速度和半径决定的,而速度和半径分别是由它们在原来的轨道上的速度和半径以及它们之间的引力大小决定的。

我们可以利用牛顿的第二定律,把质心的加速度与这些变量相连:a = v^2/r = G ((m1+m2)/r^2)然后,我们可以解出两个质点之间的引力F:F =G ((m1*m2)/r^2)这就得到了万有引力定律的公式。

万有引力定律的发展过程

万有引力定律的发展过程

万有引力定律的发展过程嘿,咱今儿个就来讲讲那万有引力定律的发展过程呀!你说这引力,那可真是神奇得很呢!就好像有一双无形的大手,把万物都紧紧抓住。

最早啊,人们就对天上的星星月亮好奇得不行。

为啥它们能在天上不掉下来呢?这问题困扰了好多人好久好久。

后来呢,有个叫哥白尼的家伙站出来了,他说太阳才是中心,这可把大家的世界观都给颠覆啦!接着开普勒又发现了行星运动的规律,就像是找到了解开谜题的钥匙。

再后来啊,牛顿闪亮登场啦!他呀,那脑袋瓜可太好使了。

据说有一天他坐在苹果树下,一个苹果掉下来砸到了他脑袋上。

嘿,你说巧不巧,他就突然想到,这苹果掉下来是因为地球的引力,那月亮绕着地球转是不是也是因为这种引力呢?牛顿可真厉害,就这么一琢磨,竟然搞出了万有引力定律!这就好比他找到了那根把万物都串起来的线。

你想想看,这宇宙中那么多的星球,它们之间都有着这种神奇的引力在相互作用呢!就像我们人与人之间也有各种各样的联系一样。

如果没有万有引力,那这世界还不知道会变成啥样呢!星星会乱跑,月亮可能也不知道飞到哪里去啦!万有引力定律可不单单是在天上有用哦,在我们生活中也到处都是呢!比如我们能稳稳地站在地上,那也是因为地球的引力呀。

还有那些运动员扔出去的球,它的轨迹也和引力有关系呢。

你说这引力是不是特别有意思?它看不见摸不着,却又无处不在。

就好像是一个神秘的朋友,一直默默地影响着我们的世界。

这就是科学的魅力呀,总是能发现那些我们平时注意不到的东西,然后让我们恍然大悟,哇,原来世界是这样的!万有引力定律的发展过程,那真的是人类智慧的结晶呀!从最初的好奇到后来的探索,再到最终的发现,每一步都充满了艰辛和惊喜。

这就像是一场漫长的冒险,那些科学家们就是勇敢的探险家,一点点地揭开宇宙的神秘面纱。

咱得感谢那些伟大的科学家们呀,没有他们,我们哪能知道这么多关于宇宙的奥秘呢?所以呀,我们也要保持对世界的好奇心,说不定哪天我们也能发现点什么神奇的东西呢!。

万有引力定律的发现历程

万有引力定律的发现历程

万有引力定律的发现历程在很早以前,人们就在不断地探索天体运动的奥妙.亚里士多德曾提到过力的概念,他认为力是产生非自然运动的原因,力的作用只有在相互接触时才能传递,因此,对于遥远的天体,这个力是毫无用处的.开普勒为天体运动奥妙的揭开做出了重大贡献,但却未解开天体运动的动力学之谜.1645 年法国天文学家布里阿德提出一个假设:从太阳发出的力,和离太阳距离的平方成反比.笛卡儿1644 年提出“旋涡”假说,把行星的运动归结为动力学原因.1666 年意大利的玻列利提出引力是距离的幂的某种函数.1673 年惠更斯在研究摆的运动时给出了向心加速度理论.英国的胡克已经觉察到引力和重力有同样的本质,1674 年他提出引力随离吸引中心距离而变化,1680 年他又进一步提出了引力反比于距离的平方的假设.哈雷的伦恩从圆形轨道与开普勒定律出发,导出了作用于行星的引力与它们到太阳的距离的平方成反比.当科学的接力棒传到了牛顿手中时,他便向万有引力定律的红线冲刺了.他站在前人的肩上,发挥他卓越的才能,建立了万有引力定律,为科学做出了重大的贡献.牛顿发现万有引力定律的过程中包含着丰富的物理学思想和物理学方法论内容,其主要的思路与运用的物理学方法大致体现在以下几方面.一、运用科学想象和推理,牛顿论证了行星运行都要受到一个力的作用牛顿对行星运动的研究工作首先是从研究月球开始的.牛顿想象,如果没有任何力作用于月球的话,根据牛顿当时已发现的牛顿第一定律可知,月球就应当做匀速直线运动.但月球是绕地球作圆周运动,所以月球必定要受到力的作用.牛顿当年写道:“没有这种力的作用月球不可能保持在自己的轨道上;如果这个力比轨道所需的力小,则它使月球偏离直线的程度不够;如果这个力比轨道所要求的力大,则它使月球偏离直线的程度太大,并使月球的轨道更靠近地球.”那么迫使月球绕地球旋转的力的性质是如何的呢?据说,有一次牛顿正在思考这个问题时,忽然看到一个苹果从树上掉了下来,他吃了一惊,同时便陷入了沉思.当时已知苹果是受重力作用而下落的,他推想,如果苹果树长得很高,熟透了的苹果会不会落地呢?当然是会的!但如果苹果树长得象月球那么高,树上的苹果是否还会落地呢,牛顿作了合理的设想,设想这种作用力的范围要比通常所想象的还要大得多,比如说,很可能一直延伸到月球那么高,因此,这样既使苹果树长得象月球那么高,苹果仍会落地的.正是这种作用力使地球对月球施加影响.同时,从开普勒第一定律(行星沿椭圆轨道绕太阳运行,太阳位于这些椭圆的一个焦点上)可知,各行星和卫星都是沿椭圆形路径运动(非匀速直线运动)因此,根据牛顿第一定律便可推知,各行星如卫星的运动都要受到一种力的作用.二、运用类比方法,牛顿推证了行星运行所受到的力是一种连续地指向一确定中心的作用力牛顿在由地面上的苹果下落联想到天上的月球也受一种力的作用,但进而思考,月球为什么不会象树上的苹果那样落地呢?这样他又联想到物体的旋转问题:绳子的一端系着一块石头,另一端抓在我们手中,让石头作旋转运动,这时如果我们松手,石头就会沿直线轨道飞出去,这说明石头之所以作圆周运动是由于一种力拉着石头.进而类比,这块石头好比月球,而我们的手又相当于地球,手通过绳子施于石头的力又很相似于地球施于月球的作用力.牛顿接着又描述了从高山上平抛一个铅球的理想实验,他设想,从高山上铅球平抛出去,本来应当笔直的前进,可是在重力作用下,它就沿抛物线落到了地面.如果平抛速度增加,它就会落得更远一些,再增加抛出速度,则铅球可能会绕地球半圈.当抛出速度足够大时,铅球就会绕地球一圈、两圈、乃至永远绕地球作圆周运动而不落回到地面上,这说明,只要有一个指向确定中心点的力,又具有足够的初速度,则物体就可作圆周运动.把月球类比于这个铅球,则可知,月球受一个指向确定中心点的力,所以才会作圆周运动.行星也应如此.牛顿进一步在开普勒第二定律的基础上改换问题的提法,开普勒第二定律是说:对于任何一个行星来说,它的矢径(行星到太阳的联线)在任何地点、在相等的时间内,沿轨道所扫过的面积相等.(这条定律也适用于月球绕地球的运行)牛顿则寻找在相等的时间间隔内物体若受一指向确定中心的力的作用,物体到中心联线扫过的面积存在什么规律?牛顿从数学上证明了(证明过程从略)在这种情况下,各面积之间存在相等的关系.牛顿接着又证明了这个命题的逆命题,即在任何一曲线上运动的物体,如果它到一确定点的连线在相等时间内扫过相等的面积,则物体受一指向该确定点的向心力.牛顿接着由开普勒第二定律所概括的现象推出行星或卫星受一连续的指向一确定中心的力,并且这个中心就在椭圆的一个焦点上.三、运用数学方法,牛顿推导出行星运行所受到的向心力遵从平方反比定律牛顿在由开普勒第二定律得到的存在一个连结指向一确定中心点的力作用于行星上的基础上,进一步去寻找物体在前人提出的椭圆轨道上运动时,所受的指向椭圆焦点的向心力的规律.牛顿利用了开普勒第一定律,用数学方法证明了(证明过程从略)沿所有圆锥曲线(或双曲线、抛物线、圆、椭圆等)在任何时刻的向心力必定与该物体到焦点的距离平方成反比,其数学形式为F =c/R 2即——向心力定律 式中R 是从该物体中心到椭圆焦点的距离,c 为该物体的一个常数.牛顿由开普勒第三定律进一步推知向心力平方反比定律.其数学推导为:设某一行星的质量为m ,行星的运行轨道近似圆(由于行星椭圆轨道的偏心率很小,如地球为0.0167,因而其轨道可近似看作圆)根据开普勒第二定律,可将行星视为匀速圆周运动由牛顿第二定律.F =ma =m ·22224)2(T mR T R R m R v ππ== 式中m —行星质量,T —行星运行周期,R —圆周轨道半径.再由开普勒第二定律.T 2= kR 3 代入上式得224kR m F π= 令k24πμ= 得 2Rm F μ= 式中μ是一个与行星无关而只与太阳的性质有关的量,称为太阳的高斯常数;m 为行星质量.由上式可知:引力与行星的质量成正比.牛顿通过研究引力使不同大小的物体同时落地和同磁力的类比,得出引力的大小与被吸引物体的质量成正比,从而把质量引进了万有引力定律.牛顿又进一步用实验作了验证:他用摆做了一系列实验,实验的结果以千分之一的准确度表明,对于各种不同的物质,万有引力与质量的比例始终是一个常数.牛顿又接着作了大胆的假设,行星受到的引力与太阳的质量有关,并用数学作了推证地球对一切物体包括太阳的引力应为2R M F μ'= μ′—地球的高斯常数,M —太阳的质量 太阳对地球的引力为2Rm F μ=,式中m —地球的质量,μ—太阳的高斯常数 根据牛顿第三定律有:F =F ′即2RM μ'2R m μ= G m M ='=μμ G 是一个与地球和太阳的性质都无关的恒量,所以引力的平方反比定律的数学形式为2R Mm G F = 四、运用演绎推理方法,牛顿把引力的平方反比定律推广到一切物体,得出一切物体间均存在引力的结论牛顿得到平方反比定律之后,寻求进一步的原因:符合这个定律的力是什么性质的力?它是由什么决定的?牛顿首先由月球运行情况探讨了使月球保持轨道运行的力与重力之间的关系.由平方反比定律可知,月球受一指向地球的力的作用,它与月球到地心距离的平方成反比.通过数学计算和实验验证,牛顿得到了月球受的向心力就是重力的结论,这样牛顿就把地面落体运动的原因和月球运行的原因归于同一了.此后,牛顿运用牛顿第三定律推知,地球对月球也有引力,地球对太阳也有吸引力.牛顿由木星卫星和木星有吸引、土星与土星卫星有吸引,行星与太阳之间有吸引力等现象出发,认为这些和月地之间的现象系“同类现象,使月球不能出离轨道的力的原因可推至于一切行星”.这样,牛顿就把天体和其运行中心之间的力都归于引力.此后,他又由土星、木星会合点附近相互间的“运动失调”以及太阳使月球的“运动失调”现象,提出行星之间和恒星与卫星之间均有引力的作用,于是才提出了万有引力的假说.这样,牛顿由研究月球、地球,以至研究行星、恒星、卫星等推出了一切物体相互间均存在引力的结论.五、运用归纳概括方法,牛顿总结出了万有引力定律,完成了万有引力定律的发现工作牛顿对提出的万有引力假说进行了充分的论证,牛顿由原来得出的天体运行向心力平方反比定律,得出万有引力符合平方反比关系;由引力使不同大小物体同时落地,得出引力的大小和被吸引物体的质量成正比;又由牛顿第三定律,得出吸引物体和被吸引物体的区分是相对的,所以引力也和吸引物体的质量成正比,从而得出引力符合221Rm m G F =.这样,牛顿就完成了万有引力的发现工作. 牛顿发现的万有引力定律的内容为:宇宙间的任何物体之间都存在相互作用的吸引力,这种吸引力的大小与它们的质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向是沿两物体的联线方向,即21221R m m G F = G 为引力恒量(引力常数);m 1m 2 分别为两个相互吸引的物体的质量;R 12为物体m 2 与m 1 的质心间距离.六、运用科学观察和科学实验验证万有引力定律理论牛顿的万有引力定律是经过科学观察和科学实验的检验后才得到普遍承认的:1.关于地球形状的测定牛顿根据他的引力理论指出,地球不是正球体,而是两极方向稍扁的扁球体,后经过法国科学家的几次测量证明了牛顿的推论是正确的.牛顿这个足不出户的人正确地给出了地球的形状,这显示了牛顿理论的威力.2.地月验证由运动学公式可计算出月球的向心加速度R TR v a n 2224π== 已知R =3.84×108 米;T =2.36×106 秒 得出a n =0.27 厘米/秒2又由万有引力定律,引力的大小与距离的平方成反比,月球与地球间的距离约为地球半径的60 倍,因此,其加速度应是地面加速度的1/602即a =980/602 =0 27(厘米/秒2)由此可见,计算月球向心加速度,从引力定律出发得到的结果与用其它方法得到的计算结果相同,这也从一方面验证了万有引力定律的正确性.3.哈雷慧星回归周期的证实。

偶然发明创造的例子

偶然发明创造的例子

偶然发明创造的例子
偶然发明创造的例子有很多,以下是一些常见的例子:
1. 万有引力定律:据传说,牛顿在1687年发现了万有引力定律,当时他正在休息,看到一个苹果从树上掉下来。

这个偶然的事件启发了他思考地球和月球之间的引力作用,最终推导出了万有引力定律。

2. X光片:1895年,德国物理学家威廉·康拉德在实验室里进行放电管实验时,意外地发现了X射线,并拍摄了第一张X光片。

3. 可乐:1886年,亚特兰大药剂师约翰·斯蒂森·彼德逊正在制备一种治疗头痛的药水,但是他的实验中一不小心加入了碳酸钠,结果制成了可口可乐。

4. 速冻食品:1924年,美国食品科学家克劳福德·赫尔茨利无意中将他的晚餐菜肴放进了冷冻库中,次日发现食物的质量完全没有受影响,于是他开始研究速冻技术。

以上都是偶然发明创造的例子,这些偶然事件都成为了人类历史上的重要发现和创造。

万有引力定律的发现

万有引力定律的发现

万有引力定律的发现万有引力定律是牛顿在17世纪发现的,它是物理学中最重要的定律之一。

这个定律描述了物体之间的引力作用,它是我们理解宇宙运动的基础。

牛顿发现万有引力定律的过程是一个漫长而艰苦的过程。

他在1665年开始思考这个问题,当时他还是一个年轻的学生。

他注意到,当一个苹果从树上掉下来时,它会落到地上。

他想知道为什么苹果会落下来,而不是飞向天空。

他开始思考这个问题,并尝试用数学方法解决它。

牛顿的第一个想法是,地球上的物体会被吸引到地心。

他认为,这个吸引力是由地球的质量引起的。

他开始研究这个问题,并发现了一些有趣的事情。

他发现,如果两个物体之间的距离越近,它们之间的引力就越强。

他还发现,如果两个物体的质量越大,它们之间的引力也越强。

牛顿的第二个想法是,太阳对地球的引力也是由质量引起的。

他认为,太阳的质量比地球大得多,所以太阳对地球的引力比地球对苹果的引力强得多。

他开始研究这个问题,并发现了一些有趣的事情。

他发现,如果两个物体之间的距离越远,它们之间的引力就越弱。

他还发现,如果两个物体的质量越大,它们之间的引力也越强。

牛顿的第三个想法是,太阳对地球的引力也会影响地球的运动。

他认为,地球绕着太阳转是因为太阳对地球的引力。

他开始研究这个问题,并发现了一些有趣的事情。

他发现,地球绕着太阳转的速度越快,它离太阳的距离就越远。

他还发现,地球绕着太阳转的轨道是一个椭圆形。

牛顿最终发现了万有引力定律。

这个定律描述了物体之间的引力作用,它是我们理解宇宙运动的基础。

万有引力定律是一个简单而又优美的公式,它可以用来计算任何两个物体之间的引力。

这个公式是:F =G * (m1 * m2) / r^2其中,F是两个物体之间的引力,G是一个常数,m1和m2是两个物体的质量,r是它们之间的距离。

万有引力定律的发现是一个伟大的成就。

它不仅解释了地球和太阳之间的引力作用,还解释了行星、卫星和彗星之间的引力作用。

它是现代天文学和物理学的基础,它使我们能够更好地理解宇宙的运动。

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万有引力定律是怎样发现的
物理组景海霞
学法分析:
沿着牛顿的足迹,带领学生在现有知识状态下,重新“发现”万有引力定律,在“发现”万有引力的过程中充分体现学生学习的主体性。

教师仅仅是引导而已,通过学生自己发现万有引力定律及引力常量的测量,增强学生的自信心。

只要学好现在的知识,大胆猜想,敢于质疑,敢于发现,就可能有所成功,从而使学生养成良好的科学价值观。

教学目标:
知识与技能:
⒈了解万有引力定律得出的思路和过程。

⒉理解万有引力定律的含义并会推导。

⒊知道任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律。

过程与方法:
1.了解并体会科学研究对人们认识自然的重要性
2.理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律
情感态度与价值观:
通过牛顿在前人的基础上发现万有引力的思想过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性
教学重点:
1.万有引力定律的推导
2.万有引力定律的内容及表达公式
教学难点:
⒈对万有引力定律的理解;
①用数学公式描述万有引力定律;
②计算万有引力时物体间距离的含义;
⒉对万有引力的理解:
①地面物体受到的重力与天体间的引力性质相同;
②一般物体间的引力很小,学生缺乏感性认识;
教学方法:
⒈对万有引力定律的推导-采用分析推理、归纳总结的方法。

⒉对疑难问题的处理-采用讲授法、例证法。

3.支架探究教法
教学过程:
一:锚式问题
想一想:
苹果树上的苹果为什么会落到地面上来?如果把苹果树挪到月球上,苹果还会落回地球吗?行星为何饶着太阳运动而不脱离行星,速度为何距太阳近就快,远就慢?离太阳越远的行星,为何运行周期越远?
牛顿认为它们的根本原因是地球对苹果有吸引力,太阳对行星也具有巨大无比的吸引力。

二、自主探究:
阅读课本并思考:什么力来维持行星绕太阳的运动呢?
许多科学家都对运动的原因提出了各猜想:
开普勒说:行星的运动是由于太阳磁力吸引的缘故,磁力与距离成反比。

笛卡尔说:宇宙由不停旋转着的微粒所组成,微粒的运动形成漩涡,太阳和行星在各自的漩涡中心,行星漩涡带动卫星运动,太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动
胡克说:我和雷恩·哈恩都认为行星的运动是太阳引力的缘故,并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。

思考探究1:
从开普勒第一定律可知,行星运动时的轨迹并不是圆形的,而是椭圆轨道,那么在椭圆轨道下这个引力大小是否还和距离的二次方成反比呢?
(一)、万有引力定律的得出:
牛顿在前人的基础上,凭借他超人的数学能力证明了:如果太阳和行星的引力与距离的二次方成反比,则行星的轨迹是椭圆。

想一想:
如果认为行星绕太阳作匀速圆周运动,那么:谁来充当向心力?(太阳对行星的引力充当向心力)
试推算:
太阳对行星的引力与行星质量的关系?
设行星的质量为m,速度为v,行星到太阳的距离为r,则行星。

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