探索物理 科学之旅 学习任务单（表格式 无答案）

课题 探索物理 科学之旅 学习目标 1 ． 了解物理研究的内容； 2 ． 通过实验认识物理是有趣的、有用的； 3 ． 了解学好物理应该注意的问题； 4 ． 初步了解科学探究的方法。 课前学习任务 预习： 初步阅读教材， 了解本学科要研究的内容。 课上学习任务 【学习任务一】了解物理研究的内容，知道什么是物理？ 1. 物理是研究关于 等现象的自然科学。 2. “格物致理” ，格物： ， 致理： 。 【学习任务二】认识物理是有趣的、有用的 物理学是研究 及其 ，以及 、 和它 们 规律的科学。它曾为人类文明做出过巨大的贡献， 对当代生活产生 了不可估量的影响，对人类未来的进步必将起关键作用。 1 【学习任务三】了解学好物理应该注意的问题 怎样学习物理？ 1. 善于观察 乐于动手 2. 勤于思考 重在理解 3. 联系实际 联系社会 4. 善于科学探究 科学探究的方法 推荐的学习资源 万有引力定律的发现 万有引力定律的发现是近代经典物理学发展的必然结果。科学史上普遍认 为，这一成果应该归功于伟大的牛顿。但是，其他杰出的科学家如胡克、哈雷 等在这一方面也做出了非常重要的贡献。但与牛顿相比，他们的观点和研究方 法总是存在着这样或那样的缺陷，最终与跨时代的科学发现矢之交臂。 早在 1661 年，罗伯特．胡克就已觉察到引力和地球上物体的重力有同样的 本质。 1662 年和 1666 年，他曾在山顶上和矿井下用测定摆的周期的方法做实 验，企图找出物体的重量随离地心距离而变化的关系，但没有得出结果，在 1674 年的一次演讲“证明地球周年运动的尝试 ”中，他提出要在一致的力学原则的 基础上建立一个宇宙学说，为此提出了以下三个假设： “第一，据我们在地球 上的观察可知， 一切天体都具有倾向其中心的吸引力，它不仅吸引其本身各部 分，并且还吸引其作用范围内的其他天体。因此，不仅太阳和月亮对地球的形 状和运动发生影响，而且地球对太阳和月亮同样也有影响，连水星、金星、火 星和木星对地球的运动都有影响。第二， 凡是正在作简单直线运动的任何天体， 在没有受到其他作用力使其沿着椭圆轨道、圆周或复杂的曲线运动之前，它将 继续保持直线运动不变。第三，受到吸引力作用的物体，越靠近吸引中心， 其 吸引力也越大。至于此力在什么程度上依赖于距离的问题，在实验中我还未解 决。 一旦知道了这一关系，天文学家就很容易解决天体运动的规律了。 ” 胡克首先使用了“万有引力 ”这个词。他在这里提出的这三条假设， 实际 2 上已包含了有关万有引力的一切问题， 所缺乏的只是定量的表述和论证。但是， 胡克缺乏深厚的数学基础和敏捷的逻辑思维能力。他错误的认为，目前需要的 是更加准确的实验数据，而没有想到精确的测量结果已经包含在了开普勒的实 验记录中。 1680 年 1 月 6 日， 胡克在给牛顿的一封信中， 提出了引力反比于距离的平 方的猜测，并问道，如果是这样， 行星的轨道将是什么形状。 1684 年， 在胡克 和爱德蒙．哈雷、克里斯多夫．伦恩等人的一次聚会中，又提出了推动这一研 究的问题。伦恩提出了一笔奖金，条件是要在两个月内完成这样的证明：从平 方反比关系得到椭圆轨道的结果。胡克声言他已完成了这一证明，但他要等待 别人的努力都失败后才肯把自己的证明公布出来。哈雷经过反复思考，最后于 1684 年 8 月专程到剑桥大学向当时已有些名望的牛顿求教。牛顿说他早已完成 了这一证明， 但当时没有找到这份手稿； 在 1684 年底牛顿将重新作出的证明寄 给了哈雷。在哈雷的热情劝告和资助下， 1687 年，牛顿出版了他的名著《自然 哲学的数学原理》，公布了他的研究成果。 从《原理》中可以看出，牛顿首先是从猜测和直觉开始他关于引力的思考 的。他看到，在地面上很高的地方，重力并没有明显的减弱，那么它是否也可 ... ...