万有引力与天体运动.doc

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1、万有引力定律的发现历程 高一（6）班在很早以前，人们就在不断地探索天体运动的奥妙。当科学的接力棒传到了牛顿手中时，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。牛顿发现万有引力定律的过程中，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，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。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，牛顿作了合理的设想，设想

2、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，由此外推出：各行星如卫星的运动都要受到同一种力的作用。二、运用数学方法，推导出行星运行所受到的向心力遵从平方反比定律牛顿由开普勒第三定律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，将行星的运动视为匀速圆周运动。由牛顿第二定律：运行周期，R—圆周轨道半径。再由开普勒第三定律。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。三、运用归纳概括方法，牛顿

3、总结出了万有引力定律牛顿由研究月球、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。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，所以引力牛顿就完成了万有引力的发现工作。G为引力恒量，m1m2分别为两个相互吸引的物体的质量，R为物体m2与m1的质心间距离。四、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，哈雷慧星回归周期的预言被证实以及海王星的发现在天王星发现都证实了万有引力定律的正确性。