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  • 行星为何围绕太阳旋转?揭秘日心说与开普勒三大行星运动定律的奥秘

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    几千年后,托勒密提倡的“中心理论”被推开了祭坛,而哥白尼的“ helipentric理论”登上了太阳系的王位。请要求同学根据您的理解来描述“地中心理论”是什么?太阳系中的行星毫无例外地绕着太阳绕,太阳位于整个太阳系的中心。学生曾经想过:为什么太阳系中的行星像安排好一样有序,而它们都围绕太阳旋转?在黑暗中促使他们这样做的角色是什么?

    【猜想和假设:重力】

    科学的猜想不是没有根的树木,必须基于它们。但是人类的生命是有限的,并且恒星数量是无限的。我们不妨将其作为哲学思想。在天文学的历史中,有一对师父和学徒是黄金伙伴。通过大数据和云计算,我们给出了行星运动的三个“天空条”,即“开普勒的三个行星运动定律”。打开一个:“轨道法”:行星在椭圆轨道上绕太阳移动,太阳处于焦点;打开两个:“区域法”:行星同时包围与太阳相同的区域;打开三:“时期定律”:椭圆形轨道半轴轴的立方功率和时期的平方钞票等于与中央天体相关的常数。为了简化中学的问题,开普勒的三个法律近似处理。打开一个:地球在太阳周围移动,太阳在圆圈的中心。打开两个:行星的角速度或线性速度在太阳周围移动是相等的;打开三:圆的二次半径等于循环的二次力量,而不是循环相关常数的二次功率。结合了开放式一个和开放两个的大概处理,地球在太阳周围采取了什么样的运动?恒定的速度循环运动。它接收到的外力指向圆的中心,并充当圆形运动所需的中心力。这是被太阳吸引的地球的比例公式。它最初是由英国科学家胡克(Hook)发现的,但是由于胡克没有明确的武力概念,因此他不得不停在那儿。他将研究结果发送给了牛顿,牛顿爱过他并杀死了多年。牛顿踩着肩膀,看着远远地看着,认为根据牛顿的第三定律,太阳吸引了行星,行星也吸引了太阳,它们是一对互动力量。换句话说,就重力的存在和特性而言,地球和太阳的状态完全相等。

    在这一点上,我们了解导致行星绕太阳绕的力是重力。太阳吸引了行星,行星也吸引了太阳,两者朝着主要的相反方向。

    【经验和数据收集】

    我们想象行星绕太阳绕的原因是因为两者之间存在重力,并且它们被捏在一起。进一步想象:由于太阳和行星之间的重力阻止了行星从太阳飞走,所以什么力使月亮在地球上移动?它们之间的力量也是相同性质的力量吗?什么力阻止物体离开地球并始终落回地面? 1646年,瘟疫在英国传播。 22岁的牛顿走进他的羊毛庄园,坐在苹果树下。在考虑这个问题时,历史上最重要的苹果之一落在了头上。苹果从树上掉下来实际上是一件普遍的事情,但是这一事件引起了牛顿的注意。他想:为什么这个苹果直接落在地上而不会倾斜或向上飞行?经过这样的粉碎后,牛顿突然意识到:“苹果瀑布的原因是因为它受到地球中心的重力的影响。苹果上地球的重力与太阳的重力相同在地球上?”如果是真的,那么地球表面的重力可以延伸到月球上吗?牛顿以惊人的观察和想象力大胆地猜测了自己的猜测:这些力量可能确实是同一性质的力量,它们都遵循“反平方比率”的定律。

    这个想法的正确性必须通过事实测试。牛顿随后在世界范围内进行了“月球测试”。测试的原理是:假设维持月球在地球周围运动的力与导致苹果掉落的力确实相同。苹果轨道的轨道半径(从苹果到地球中心的距离)是地球的半径r。众所周知,月亮轨道。地球的轨道半径是地球半径的60倍,即60r。月球轨道上具有相同M的物体收到的重力小于其在地面附近时收到的重力。在牛顿时代,当物体移动到月球轨道(根据牛顿的第二定律。离心加速度)中时,它大约是物体的加速度,可以更准确地测量自由秋季加速度,也可以是更准确的,并且也可以是在地球半径,月球轨道的周期以及月球和地球之间的距离中更准确地测量。中央加速度的公式取代了计算结果,这表明地球上的重力,地球在月球上的重力以及太阳和行星的重力确实遵循相同的规则。呢

    【实验结论】

    牛顿是一个不满意的人,得出这一结论后,他不满意。他抬头看着一棵苹果在微风中相互碰撞的苹果树,认为我们的思想可能会更加解放:因为地球上的天堂和物体都具有相同的吸引力,所以天地与地球之间有可能吗?宇宙中所有事物的吸引力相同吗?因此,他做出了合理的外推,并大胆地将上述结论扩展到了宇宙中的所有物体。这是“重力定律”:自然界中的任何两个物体相互吸引,重力的方向在于它们的联系。重力的大小与物体的质量M1和M2的乘积成正比,并且与它们之间的二次二次距离R成反比。

    牛顿得出了重力与物体之间的关系与它们之间的距离之间的关系,但他无法计算两个天体之间的重力大小,因为他不知道“重力常数”G。从理论上讲,这是对于牛顿来说,G也非常简单。因为它是普遍的重力,只要您测量吸引力F(弹簧测功机),质量M1和M2(平衡)和距离R(规则)之间的任何两个对象,则可以求解多少g相等。但是,牛顿在计算中遇到了一些问题:由于质量很小,一般物体的重力太小,这很难测量;尽管天体的重力是宏观的,但它们的质量太大且难以计算,因此在超过100年中,G尚未获得准确的结果。直到1798年,英国的卡文犬才使用扭曲量表来确定它。 G的普遍性还为普遍重力定律提供了最早的证据。

    【知识应用】

    重力定律的特征:

    通用性:任何两个物体之间存在重力(从天体到显微镜颗粒,中微子:仅遭受弱相互作用,普遍的引力相互作用,而不是强烈的相互作用和电磁相互作用;重力,例如黑洞吸引光子),这是自然界对象之间的基本相互作用之一。互惠性:两个对象之间相互作用的重力是一对动作和反应力,符合牛顿的第三定律。宏观:人生中的一个例子:今天,我们走在街上,经过一个女人,我们互相回头,微笑着。为什么?这是因为重力。只是开玩笑,实际上是由于重力吗? (这是什么?这不是我们的重点!我们要研究的是什么)让我们详细计算它,看看两个人产生的重力是否足以让彼此回头看?示例1。我们看到人们之间的重力太小,甚至比空气阻力小,根本无法检测到它。以及真正使人们在天体之间感觉到并产生的宏观引力,通过计算,这种力有多大?示例2。因此:一般来说,重力非常小,是四个基本相互作用中最小的力。只有当它存在于具有巨大质量的天体或天体和物体之间的天体之间,具有宏观的身体意义。在微观世界中,颗粒的质量很小,颗粒之间的重力不显着,并且可以忽略重力。

    普遍重力定律的应用范围:

    所有物体之间都存在重力。无论是否可以将其视为粒子,它都具有普遍的重力,但是该公式具有一定的应用范围:

    计算两个粒子之间的普遍重力:当两个对象之间的距离比对象本身大得多时,可以将对象视为粒子。在这个时代,我们可以获得普遍的重力。想一想“当两个物体无限接近时,即r→0,f→∞吗?”(2粉笔无限接近,这样做不是危险吗?这是错误的,因为当两个物体无限地接近时,它们的尺度不可忽视,次要因素不再被视为粒子。经典的力学及其应用范围是“宏观,低速,弱重力”速度的不确定性将是无限的,并且不符合“低速”条件。球的中心,r = 0,f目前有多大?代数总和为0。

    在科幻小说“ Bring her Eyes”中,Liu Cixin想象并描述了地球中心世界中的现象。在小说中,主角带着一个女孩的“眼”(传感器)回到地球度假。从与女孩的视频对话中,您可以看到女孩在一个封闭的小屋中,铅笔悬挂在空中,这是不重要的。但是,女孩与主角的呼唤并没有由于距离而延迟,这使得她有可能有很长时间。主角很困惑。假期结束后,主角返回空间站,得知女孩不在航天器中,而是在“地球飞行员”中,这使其可以理解。在地球上基本上是立即的交流。在外层空间(所有重力充当中心力)或地球中心(联合力为0)中可能发生失重。但是,女孩骑着的地面航天器“日落VI”永远无法到达地面,因为地球核心的密度极高。该航天器由高密度材料制成。尽管它可以承受压力,但会下沉。

    计算两个球体之间的重力均匀质量分布:R是两个球体中心之间的距离。补充:“挖掘和修复方法(等效切割和修复方法)”解决了非圆形问题。它分为两类:①中心挖掘(正挖掘):距离r保持不变; ②侧挖掘:距离R变化,重力的其余部分=整球重力力 - 挖出重力的一部分。 【总结】

    本课程中有三个非常美丽的事物:派生的引力表达比“ kai san”更简单,但是内涵更深,反映了物理的“简单美”(电动火花计时器比电磁计时器更简单。一个简单的美女);根据“ Niu San”的说法,地球上太阳的重力源自太阳的重力,反映了“对称的美丽”。这种对称思维方式非常重要:例如,奥斯特发现,在“电流的磁效应”之后,法拉第考虑了对称性:“由于电能会产生磁性,磁性会产生电吗?”因此,他发明了“发电机”。另外:宇宙的“平等保护”;相对论特殊理论中“相对性原理”的观察对称性。可以从两颗恒星之间的引力公式来总结整个引力关系,这反映了物理学(爱因斯坦的“统一理论”)的“和谐之美”(即,“统一的美”)。得出此公式的过程是学生体验物理学之美的美学体验过程。

    【板书】

    【后记】

    牛顿和胡克之间的引力争议是根据打开一个并打开两个的“反平方比”,并将其发送给牛顿。牛顿加上NIU的三个法律提出了普遍重力定律。牛顿的侄女对访问记者伏尔泰的回答是:牛顿通过观察到苹果倒下的观察获得了。

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