太阳系最大的行星

2024-05-10

太阳系最大的行星（精选六篇）

太阳系最大的行星篇1

一、太阳对行星的引力

根据开普勒行星运动定律, 行星绕太阳的运动可以简化为匀速圆周运动。太阳对行星的引力, 就等于行星做匀速圆周运动的向心力。

设行星质量为m, 速度为v, 行星到太阳的距离为r, 则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为

$F = \frac{m v^{2}}{r}$ ,

天文观测难以直接得到行星运动的速度v, 但是可以得到行星公转的周期T, 它们之间的关系为:

$v = \frac{2 π r}{Τ}$ ,

把这个结果代入上面向心力的表达式, 整理后得到

$F = \frac{4 π^{2} m r}{Τ^{2}}$ 。

不同行星的公转周期T是不同的, F跟r关系的表达式不应出现周期T, 所以要设法消去式中的T。为此, 把开普勒第三定律 $\frac{r^{3}}{Τ^{2}} = R$ 变形为 $Τ^{2} = \frac{r^{3}}{k}$ , 代入上式便得到: $F = 4 π^{2} k \cdot \frac{m}{r^{2}}$ 。

这表明:太阳对不同行星的引力, 与行星的质量成正比, 与行星和太阳间距离的二次方成反比。

二、行星对太阳的引力

就太阳对行星的引力来说, 行星是受力星体。因此可以说, 上述引力F是与受力星体的质量成正比。

然而, 从太阳与行星间相互作用的角度来看, 两者的地位是相同的。也就是说, 既然太阳吸引行星, 行星也必然吸引太阳。就行星对太阳的引力F′来说, 太阳是受力星体。因此, F′的大小应该与太阳的质量M成正比, 与行星、太阳距离的二次方成反比。也就是 $F^{'} = 4 π^{2} k^{'} \cdot \frac{Μ}{r^{2}}$ 。

三、太阳与行星间的引力

根据牛顿第三定律:太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′大小相等, 所以F=F′,

即 $4 π^{2} k \cdot \frac{m}{r^{2}} = 4 π^{2} k^{'} \cdot \frac{Μ}{r^{2}}$ ,

化简得km=k′M,

上式变形为 $\frac{k}{Μ} = \frac{k^{'}}{m}$ ,

令 $\frac{k}{Μ} = \frac{k^{'}}{m} = c$ ,

得k=cM代入 $F = 4 π^{2} k \cdot \frac{m}{r^{2}}$

可得 $F = 4 π^{2} c Μ \cdot \frac{m}{r^{2}}$ 。

同理, 把k′=cm代入 $F^{'} = 4 π^{2} k^{'} \cdot \frac{Μ}{r^{2}}$ ,

可得 $F^{'} = 4 π^{2} c m \cdot \frac{Μ}{r^{2}}$ ,

即 $F = F^{'} = 4 π^{2} c \cdot \frac{Μ m}{r^{2}}$ ,

令4π2c=G,

化简得 $F = G \frac{Μ m}{r^{2}}$ (式中G是比例系数, 与太阳、行星都没有关系) 。

这表明:太阳与行星间的引力大小与太阳、行星的质量乘积成正比, 与两者距离的二次方成反比。

太阳系外的巨大行星篇2

而现在，有两位美国天文学家说，他们有证据证明，有一个行星更接近于我们的太阳系。这个行星拥有木星般大小，但即使是这样，我们的肉眼也看不见。而天文学家之所以肯定这个行星的存在，是通过彗星掠过天空时的尾部轨迹判断的。

柯伊伯带天体

有些彗星来自于柯伊伯带，它们中的一些偶尔会被甩向太阳系的内部，并从某些行星旁边飞驰掠过，环绕太阳飞行，然后返回。当这些物质接近太阳时，它们的冰块开始升华。这种光艳照人的气体被称为彗发，它包裹着彗星。

还有一些彗星来自奥尔特云。奥尔特云是一个假设包围着太阳系的球体云团，里面布满岩石块和冰块。美国路易斯安那大学的物理学家丹尼尔·怀特米尔认为，星系中的某些恒星拥有很强的引力，能将奥尔特云中的某些物质吸出来，从而进入太阳系内部。

一个隐藏的天体

25年来，丹尼尔·怀特米尔及其同事约翰·马泰斯一直在分析奥尔特云彗星。怀特米尔说，他们已经知道这些彗星超乎寻常的数量来自于天空中的某一个带。

难道是什么神奇的力量把这些彗星从那个带中弹射出来?对于这一现象，有很多种解释，其中最靠谱的猜测就是，这一力量是奥尔特云中的一个巨大且人所不知的行星的引力，而这一行星的大小和木星一样。丹尼尔·怀特米尔和约翰-马泰斯认为，这个行星的质量可能比木星大1倍～4倍。

远红外线索

有一些天文学家对丹尼尔·怀特米尔和约翰·马泰斯的研究数据并没有很大的兴趣。他们认为，怀特米尔和马泰斯观察到的图谱不够强大，也可能只是一种偶然现象。

但是，有一位天文学家——菲尔·普莱特——被奥尔特云中的这一巨大质量星球的前景所深深吸引。他在自己的博客中写道：“但愿这个星球确实存在，我想要看的就是对这个星球的观察结果。”

对这个行星的观察或许能很快由美国航空航天局的广角红外测量探测器拍摄到。广角红外测量探测器已经花费了近2年的时间，观测了天空中的每一点。参与这一项目的科学家大卫·科科帕特里克为怀特米尔和马泰斯所假想的行星起了一个名字——“泰姬”。泰姬是古希腊神话中的命运、机遇和幸运女神。

广角红外测量探测器能检测到木星大小的行星所发出的远红外辐射波长，如果泰姬星存在，那么其迹象就会在一些图片上显示出来。在今后几年，主管广角红外测量探测器的研究人员将会陆续公布这些照片。

丹尼尔·怀特米尔说，如果能拍摄到有可观价值的图像，那么，另一个远红外望远镜将对准同一个天体。这个望远镜将会密切观察它，寻找环绕太阳的一个行星的不明显的运动迹象。这个行星的其他特征，例如体积大小、质量以及与地球的距离等等，也将由科学家来分析。

(盛文娟插图)

太阳系最大的行星篇3

行星齿轮传动系统具有结构紧凑、承载能力强的优点,目前在航空、船舶、汽车、起重机械及其它大功率传动中获得了越来越广泛的应用。由于误差以及构件变形等因素的影响,致使行星轮间的载荷分布是不均匀的。因此在设计行星齿轮传动时,解决行星轮间载荷分配的不均匀性问题,对充分发挥其优越性非常重要。国内外专家学者就这方面开展了许多研究工作[1,2,3,4,5]。本文采用集中质量法,就太阳轮支承刚度对行星齿轮传动系统均载的影响开展了理论研究,其研究成果为设计高速大功率减速器提供了理论及技术支持。

2 系统的力学模型

图1所示是NGW行星齿轮传动系统的运动简图。输入扭矩TD经太阳轮Zs分流给N个行星轮Zp,又汇流而由行星架C同轴输出到负载TL。图2为行星齿轮传动系统动力学均载计算模型。NGW型行星轮系中,内齿圈固定,其中心位移可以忽略;太阳轮为基本浮动构件,行星轮也可以浮动,所以太阳轮、行星轮和行星架的中心位移有水平和垂直方向的位移;太阳轮、行星轮和行星架分别有一个回转自由度。模型中,Kspi和Kp Ii分别表示太阳轮与行星轮和行星轮与内齿圈之间的轮齿啮合刚度;Ks、Kc和Kp表示太阳轮、行星架和行星轮支承处的等效弹簧刚度。

这样该系统共有(8+3N)个自由度,其广义坐标X可表示为

式中,θD和θs分别为输入构件和太阳轮的角位移;Hs和Vs分别为太阳轮中心的横向和纵向微位移;θpi为行星轮的角位移;Hpi和Vpi分别为第i个行星轮中心横向和纵向微位移(i=1,2,…,N);θc为行星架的角位移;Hc和Vc分别为行星架中心横向和纵向微位移;θL为负载的角位移。

3 系统的数学方程

令Pspi和Pp Ii分别为行星轮与太阳轮和行星轮与内齿圈第i条啮合线上的动载荷,则

式中,Kspi(t)和Kp Ii(t)分别为各啮合齿轮副沿作用线的时变啮合刚度;Xspi和Xp Ii为齿轮副啮合线方向的相对位移,分别为

式中,espi和ep Ii分别为啮合齿轮副沿作用线的综合齿频误差函数;rbs、rbpi和rc分别为各齿轮的基圆半径。

在图2所示的等效模型中,由以上分析可列出该系统的动力学微分方程组为

式中,mD、ms、mpi、mc和mL分别为输入构件、太阳轮、行星轮、行星架和负载的当量质量;J为转动惯量;Ms、Mpi和Mc分别为太阳轮、行星轮和行星架的质量(i=1,2,…,N);KD和KL分别为输入端与太阳轮之间和输出端与行星架之间轴的扭转刚度;PD为太阳轮上的法向驱动力;PL为行星架上的输出力。

方程可用矩阵形式表示为

式中,[M]、[C]和[K]分别是系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵;{F]为激励力列向量。

4 系统动力学方程的求解与分析

4.1 系统动力学方程的求解

本文采用傅氏展开法[6](Fourier方法)求解微分方程组(7)。将求得的系统响应代入式(4)和式(5)中可求得系统的动载荷Pspi和Pp Ii。

则每一齿频周期中的均载系数为

式中,n1和n2分别为系统周期中分别包括第一级和第二级传动的齿频周期数;

则系统均载系数为

4.2 算例与分析

针对某行星齿轮传动系统,本文采用Fourier方法进行了计算。系统的主要参数如下:行星轮个数N=3;模数m=2.5mm,齿数Zs=23,Zp=57,Zr=73;太阳轮支承刚度Ks=1e5 N/m。其它参数不变,改变太阳轮的支承刚度,获得了系统的均载系数,分别如图3~图5所示。

由图3~图5的计算结果可以看出,太阳轮的支承刚度对系统的均载系数影响较大。随着太阳轮支承刚度的增大,系统的均载系数增大。即改变太阳轮支承的柔性,可以改善系统的均载性能,在实际设计中要予以考虑。

5 结论

本文对NGW型行星齿轮传动系统动力学的均载建模和太阳轮支承刚度对系统均载系数的影响进行了研究。建模时采用集中质量法;研究了动力学均载分析的基本原理;计算了系统的动力学均载系数;分析了太阳轮的支承刚度对行星齿轮系动力学均载的影响。

摘要：建立了行星齿轮传动系统的动力学均载模型,模型中考虑了系统的综合啮合误差和时变啮合刚度。分析了太阳轮的支承刚度对行星齿轮系动力学均载的影响。计算结果表明,太阳轮的支承刚度对系统的均载影响比较大;随着支承刚度的增大,系统的均载系数增大。减小太阳轮的支承刚度,可以改善系统的均载性能。

关键词：行星齿轮,动力学,支承刚度

参考文献

[1]AHMET K.Load sharing characteristics of planetary transmissions[J].Mech.Mach.Theory,1994,29(8):1151-1165.

[2]AHMETt K.Static load sharing characteristics of transmissionplanetarygear sets:model and experimen[tJ].Society of AutomotiveEngineers,1999(1):1954-1963.

[3]TIMOTHY L K,IREBERT R D.Experimental study of split-pathtransmission load sharing[R].NASA Technical Memorandum107202,1996

[4]日高照晃,山本信行,石田武.行星齿轮装置均载机构中的各种误差和载荷分配的关系[C]//日本机械学会论文集(C编),1986:2200-2206.

[5]肖铁英,袁盛治,陆卫杰.行星齿轮机构均载系数的计算方法[J].东北重型机械学院学报,1992,16(4):290-295.

太阳系的七颗矮行星篇4

1.阋神星

2005年7月29日，美国天文学家迈克尔·布朗宣布，他的团队在太阳系柯伊伯带发现了一个新天体2003UB313，暂起名为齐娜星。2006年9月15日，国际天文学联合会把齐娜星正式命名为厄里斯（Eris），中文名阋神星；将阋神星的一颗卫星命名为戴丝诺米娅（Dysnomia），即阋卫一。通过对亮度等数据的分析，科学家认为2003UB313的直径比冥王星还大，约为2326千米，沿着一条椭圆形轨道绕太阳运转，每560年才运行一周。从2003UB313所处的位置可知，它位于柯伊伯带。柯伊伯带是一个距太阳45亿～150亿千米，即从30天文单位伸展到100天文单位的圆盘状区域，那里藏有1亿～100亿颗彗星和7万颗以上小行星以及众多的矮行星。

2.冥王星

1930年，美国人克莱德·汤博发现的冥王星就位于柯伊伯带，直到1992年，冥王星及其卫星卡戎仍是该带中仅有的已知天体。此后，天文学家用大型望远镜在柯伊伯带中又发现数百颗星体。由于冥王星直径仅为2302千米，与太阳系其他行星相比，它还有众多的异常特征，所以一些学者对冥王星作为太阳系九大行星之一的地位提出质疑。比冥王星还大的2003UB313被发现后，冥王星的地位更是岌岌可危。

2006年8月召开的第26届国际天文学联合会大会首次给行星一个准确、规范的定义，即围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道附近其他物体的天体。矮行星定义则是：与行星同样具有足够的质量、呈圆球状、但不能清除其轨道附近其他物体的天体。由于冥王星轨道是个很扁的椭圆，以致它在1979～1999年间进入海王星轨道之内运行，因此不符合行星新定义，其大行星资格被取消，降级为矮行星。不久前，“新视野”号探测器完成了对冥王星及其卫星的探测，还将继续探测柯伊伯带的其他天体。

3.妊神星

妊神星是迈克尔·布朗团队2004年在美国帕洛玛山天文台发现的，直径为1436千米。2008年9月17日，国际天文学联合会将这颗天体

定为矮行星，并以夏威夷生育之神哈乌美亚（Haumea）命名，中文名妊神星。妊神星呈椭球形，自转速度非常快，没有任何一颗直径大于100千米的已知天体拥有如此快的自转速度。目前已发现妊神星有两颗卫星：妊卫一和妊卫二。

4.鸟神星

鸟神星同样是迈克尔·布朗团队在2005年3月31日发现的，昵称其为“复活兔”，直径约1420千米。2008年7月被国际天文学联合会列入矮行星行列，并用复活节岛原住民神话中的人物Makemake为其命名，中文名鸟神星。光谱分析发现，鸟神星上甲烷的存在比冥王星更明显，并可能还存在固态氮。甲烷与可能存在的氮意味着鸟神星上可以短暂地存在大气。2016年4月26日，科学家宣布发现了鸟神星的卫星——鸟卫一。

5.卡戎星

到目前为止，已发现5颗冥王星卫星：卡戎、尼克斯、许德拉、科波若斯和斯提克斯，其中直径1200千米的卡戎（Charon）是最大的一颗，它与冥王星成为太阳系一对双矮行星。同为卫星，卡戎比月球要小得多，为什么它可以称为矮行星而月球不能呢？因为根据规则，如果主天体是行星，次天体也是球状，又满足一定条件才能称为行星，即主天体和次天体之间的引力中心不在主天体内部。卡戎符合这个条件，而月球和地球之间的引力中心在地球内部，所以月球虽大，在级别上不能和卡戎平起平坐。有趣的是，卡戎绕冥王星公转的周期，恰好等于卡戎自身的自转周期和冥王星的自转周期，也就是说，它们彼此始终保持同一面朝向对方。

6.谷神星

随着国际天文学联合会新定义的出台，谷神星（Ceres）从小行星升格为矮行星，而且是目前唯一一颗位于火星和木星之间的小行星带的矮行星。谷神星是意大利天文学家皮亚齐1801年1月1日公布发现的，直径约952千米。“黎明”号小行星探测器已经先后抵达灶神星和谷神星进行探测。“黎明”号在一个环形山内发现了奇怪的亮点，科学家认为这些亮点可能是谷神星上裸露的冰或盐，而且其冰盖下可能藏有液态海洋。

7.2014UZ224

2014UZ224直径约530千米，离太阳约137亿千米。如果被认定为矮行星，那么它将取代谷神星，成为太阳系中已知最小的矮行星。但是考虑到平均直径为525千米的灶神星未被定为矮行星，2014UZ224尽管符合矮行星标准，但最终地位仍需国际天文学联合会予以盖棺定论。值得一提的是，2014UZ224是由所谓的暗能量相机发现的。20世纪90年代末，天文学家发现宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀，并用暗能量对这一现象加以解释。一项名为暗能量巡天的任务用暗能量相机的观测数据来建立宇宙地图，为科学家们研究暗能量提供相关的信息。正是这一举措促使了2014UZ224的发现。尽管其确切的轨道路径还是个未知数，但科学家认为，2014UZ224是太阳系内已知的离太阳第三遥远的天体。

【责任编辑】庞云

太阳系最大的行星篇5

一、“生命课堂”的教学观

新课改要求课堂从“知识课堂”走向“生命课堂”, [3]理想的课堂是以理服人、以志激人、以情动人的.叶澜在《新基础教育》中为课堂重建提出的口号是“把课堂还给学生, 让课堂焕发生命的气息”、“把创造还给教师, 让教学成为充满智慧的事业”和“把班级还给学生, 让班级充满成长的气息”.“生命课堂”认为课堂教学的一切行为都应是“基于生命, 为了生命和促进生命”.

在“生命课堂”的视角下, 课堂教学的要素有更多“生命”意识和“生命”元素:教学目标立足师生生命发展, 强调师生课堂生命质量的提升和生命价值的彰显;教学内容密切联系生活散发生命气息;教学方式应依据不同教学需要作取舍, 最大限度张扬师生个性、激发创新潜能;教学过程充满迸发生命灵光的动态生成如同生命发展的不可预见性;教学总结饱含欣赏性的点化和润泽助推生命智慧的孵化.

二、物理课堂教学的“生命”期待

暂且不说高中物理教师中也流行的“职业疲倦症”[4], 暂且不说那些唯“考试”唯“分数”的传统物理教育者还在“默默耕耘”.把关注聚焦在高中物理课堂教学的最“活跃”部分, “生命课堂”的呼唤一样强烈.学生围成一个圆桌、或是转过头“相互讨论一下”就冠名为“合作学习”的大有人在, 去研究为什么一节课下来说来说去的始终是相同的那几位同学的人却很少——相当一部分学生被热热闹闹的“讨论”声埋没;逢课必探, 每课都是以“问题”“猜想”“假设”“探究”“结论”等词汇标榜“探究学习”的比比皆是, 去反思为什么那么多的同学在“成功”探究出结论后连课后简单的习题都不会的现象的人却很少——物理知识和思维方法的生命被形式化的探究扼杀.在这样的课堂里, 最大的悲哀就是“人”被湮没了, 我们有生命的老师与学生实际上都已被异化成了某种“工具”和“器物”.因此, 任凭教师绞尽了脑汁, 套尽先进的教学模式, 来对学生进行一遍又一遍的所谓“有效教学”, 其根本只不过是在给学生的大脑皮层里反复施以简单的信号刺激而已.

三、构建“生命课堂”的思考与教学设计

不同课型、不同教学内容、不同教学模式背景下, 生命课堂的具体设计和教学方式也有不同.生命课堂更多是一种课堂教学理念, 结合物理学科特点, 物理生命课堂必须重点关注情感、认知、思维三个维度的“生命”质量.下面以人教版必修2第六章第二节《太阳与行星间的引力》这一节典型的探究课为案例谈谈自己基于“生命课堂”理念设计本课的思考.

1. 教学分析

从情感角度来看:学生对于历史上科学家们关于“是什么原因使行星绕太阳运动”的认识感兴趣;对于“追寻牛顿的足迹, 用自己的手和脑重新‘发现’万有引力定律”的任务充满探索欲望.学生的兴趣是激发思维活力和审美情绪的催化剂.

从认知角度来看:学生已经学过牛顿运动定律和曲线运动尤其是匀速圆周运动的相关知识, 对于运动和力的关系特别是匀速圆周运动与需要的向心力的关系已经非常清楚.教学中要充分利用学生的已有的知识经验, 使学生积极主动地参与教学过程.

从思维角度来看:学生知道太阳与行星之间存在引力, 但不一定能通过“推理”分析出来;学生甚至知道太阳与行星间的万有引力表达式, 但很少有人能自己独立“演绎”推导出来;学生知道向心力表达式, 但不一定能够主动对椭圆轨道做“建模”简化的分析;学生知道牛顿第三定律中作用力与反作用力性质相同的结论, 但是不一定能够“类比”学过的弹力立足太阳对行星的引力表达式找到行星对太阳的引力表达式.因此, 在教学过程中, 应该有更多的预设和多层次的铺垫引导, 启发学生思维.

2. 教学设计

突出动态的期待过程:期待学生基于曲线运动的知识更新对开普勒行星运动规律的理解、基于牛顿运动定律找到天体运动的原因 (引力) ;期待学生在问题串的纠结、思索中追寻前人的探究足迹;在引导、对话中激起思维的活力;期待学生在历史的回眸中感悟思维之美、体验物理学习之乐.

立足问题的开放讨论:立足探究教学模式, 综合应用实验演示、讲授、谈话和讨论等多种方法, 并辅以多媒体等手段, 把教学过程设计成以问题串的形式组织课堂, 在问题的逐步深入讨论中破解难点, 在师生的平等对话中建构有序的认知结构.

着力思维的互动、共振:做好充分的问题预设, 引导学生基于已知物理规律思考逐层深入的问题串、步步深入分析推理引力的表达式, 归纳得出结论;在探究过程中渗透隐性思维方法, 在总结中开展显性思维方法教育, 帮助学生受到科学思维方法训练、领悟物理学的研究方法.

四、在“问题串探究”中享受“生命课堂”闪光点

1.“家长里短”中活化“思维方法”

问题1:什么原因使行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢?

预设回答: (引) 力

追问:您怎么知道行星受到了 (引) 力?

回答:椭圆运动 (至少速度变方向) →变速运动→加速度 (由牛顿第二定律) →合外力→引力.

评价:前不久我也问过我三周岁女儿这样一个相似的问题——“你知道树上的叶子为什么要掉下来吗?”你知道我女儿怎么回答吗? (有学生答的和女儿一样) 女儿很快的回答:“因为现在是秋天了, 叶子成熟了就要掉下来”.我是物理老师, 对这个回答不是很满意, 继续问“哪叶子为什么不掉到天上去而是要掉到地上呢?”女儿同样很快回答:“因为它没有翅膀啊”. (还有学生答的和女儿一样) 显然, 受原来知识储备的影响, 女儿只能通过简单的分析, 以类比的思维方式思考问题, 推理的能力不足.大家之所以能顺利地确定引力存在是由于我们所处的时代, 是由于我们学过了牛顿运动定律和曲线运动有关知识, 我们会在已知的基础上分析、推理, 我们在遇到问题时已经有意无意地用到多种物理思维方法.

比较:你知道几百年前科学刚刚萌芽发展的时代科学家们 (不是一般民众) 怎样回答这个问题的吗?ppt投影:简评伽利略、开普勒、笛卡儿、胡克、哈雷、牛顿等人的观点.

2.“循循善诱”中感受“探究脉搏”

问题2:太阳对行星引力是由哪些因素决定的呢?

猜想:请同学们猜一猜这个引力大小跟什么有关?不说根据.

引导:与牛顿同时代的胡克、哈雷等人也猜想到了这一点——“其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比”.但是, 受数学水平的限制他们的研究止步于“椭圆”.而牛顿“在前人研究的基础上, 并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念发现了这个引力的因素”.现在我们面临着与“胡克、哈雷”他们一样的问题——“无法处理椭圆”, 但我们需要向牛顿学习用我们学过的规律——“站在巨人的肩膀上”探究引力与距离之间的关系.

投影八大行星的半长轴、半短轴以及它们与太阳的距离, 思考如何处理椭圆问题.

假设:行星的轨道是圆, 如图1所示.

引导:模型简化后, 可以得到两个重要的结论.引力F即为行星做匀速圆周运动需要的向心力;半径的三次方与周期的平方成正比.

验证: (引力提供向心力) , 根据T容易观测、v不易测量, 代入.

引导:引力与周期是否有关?先思考一个类似的问题——如图2所示, 在光滑水平桌面上, 小球在弹簧拉力作用下做匀速圆周运动, 弹簧的拉力与周期是否有关?

预设:弹簧的拉力F=kΔx, 与小球的运动状态量无关, 引力同样应该是某种性质的力, 不管行星运动还是静止都应该存在这个力, 因此太阳对行星的引力大小应该与行星的周期是无关的, 仅与两个星球本身情况有关.但是, 如何消去T呢?有必要代入, 可得, 如果用正比关系可以表示为

3.“平等对话”中分享“物理方法”

问题3:行星对太阳的引力F′是怎样的呢?

教材预设:从力的角度考察, 行星对太阳的引力F′与太阳对行星的引力F属于作用力与反作用力, 根据牛顿第三定律, 两者“性质相同”, 即产生的原理相同.

引导活动:以手压桌子为例, 手对桌子的力与桌子对手的力性质相同, 手对桌子的力与手的形变有关, 那么可以判断桌子对手的力一定与桌子的形变有关.

结论:太阳对行星的引力, 行星对太阳的引力F′也应该有类似关系.

学生意见 (学生举手发言) :我认为可以从运动的角度来分析, 学生上黑板画出图3.运动具有相对性, 行星绕着太阳转的同时, 也可以看成太阳绕着行星转动.从行星绕着太阳的运动研究中, 我们发现, 那么考察太阳绕着行星的运动F′是不是也应该是满足

教师肯定的评价 (尽管后来发现这种分析中有漏洞) :你的分析很有新意, 现在我们一起从力的角度和从运动的角度找到了相同的结果, 发现行星对太阳的引力

4.“淡妆浓抹”的总结中品味物理课堂“真善美”

师生总结品味:从这节课的探究过程来看, 站在开普勒以及牛顿等巨人的肩膀上, 我们用自己的“手”“脑”找到了太阳与行星之间引力的规律.更重要的是我们还用到了很多探究位置问题的思维方法:探究引力存在环节, 用到了分析和推理的方法, 在寻找太阳对行星引力的环节用到了建模和演绎的方法, 在概括两者间的引力时用到了控制变量的思想和归纳的思维方法, 在规律的推广环节用到了类比的思维方法.而且, 通过学习, 我们感受到的不只是冷冰冰的物理思维, 还有物理的美, 行星运动和谐的美、相互引力规律的对称美, 力与运动的统一美, 两者间引力规律的简洁美. (一边与学生一起总结, 一边提炼认知、探究、情感等三维板书之外的第四维板书——审美.)

五、结束语

教育科研方法认为:行动研究是指有计划有步骤地对教学实践中产生的问题由教师或研究人员共同合作边研究边行动以解决实际问题为目的的一种科学研究方法.我的探索其实也是一位一线物理教师对于构建“生命课堂”的行动研究, 是关注课堂“生命意识”的践行活动.真正的物理是“析万物之理、判天地之美”, 真正的物理学习应该基于知识到能力、思维到审美的生命质量提升.从生命课堂的实践研究中我也感受到:随着课程改革的纵深推进, 我们需要基于逻辑的、具有前瞻性的精深的冷面思考与系统研究, 但我们更需要渗透情感的、能打动人心的教学实践.

参考文献

[1]李存生.生命教育:一种基于“以学生发展为本”教育理念的解读[J].中国科教创新导刊, 2011 (10) :98-99.

[2]宋华.“心动”中构建语文生命课堂[J].语文教学与研究, 2011 (5) :64-65.

[3]王鉴.课堂重构:从“知识课堂”到“生命课堂”[J].教育理论与实践, 2003 (3) :15-16.