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开普勒三大定律范文1
关键词：开普勒，科学发现，哥白尼革命，影响
约翰尼斯・开普勒（1571-1630）是德国近代时期杰出的天文学家和物理学家，也是近代自然科学的开创者之一。继承哥白尼的日心体系，创立了行星运动三定律，使之成为指导天体力学的基本定律。开普勒是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说，并在天文学方面有突破性成就的人物，被后世的科学史家称为"天上的立法者"。
一、"天上的立法者"
开普勒是一个狂热的数学爱好者，对自然界数的和谐的神秘感受，始终支配着他对天空奥秘的探索活动，这正是哥白尼体系令人赞叹的数学和谐和美，是他直觉到它就是真实的宇宙图景。哥白尼体系执着的坚持希腊古典的正圆运动观念，因此不得不继续沿用本轮--均轮组合法，以获得与观测现象的相符。惟有开普勒彻底抛弃了正圆运动的概念，才确立了太阳系的概念。
（一）开普勒的科学发现
开普勒以一个科学家应有的严谨的态度，毫不犹豫的抛弃了原有方案中偏心圆运动轨迹和圆周匀速运动的设想，重新寻找行星运行轨道图形和速度分布的规律性。经过多年的努力，他找到了行星运行的轨道图形：椭圆型，并发现行星在轨道上并不是做一成不变的匀速运动，而是在做有规律的变速运动。
1543年，哥白尼的日心说拉开了近代科学的研究序幕。他建立了"太阳中心说"，虽然他的日心说在观点上新奇，但是却在方法上十分的保守。要使哥白尼日心说得到重视，这一切还是由德国天文学家开普勒来发现，他提出了哥白尼革命能站得住脚的证据，回答了"行星运动的轨道到底是什么样子"的问题，并且探求了行星运动的规律，还从数学方法的角度上严格证明了观察与数学一致。
（二）开普勒的天文学研究
人们常常以为用科学发现的内在逻辑就足以说明科学的变化，开普勒的例子却并非如此。在那个时代，不论是地心说还是日心说，都认为行星作匀速圆周运动。但开普勒发现，对火星的轨道来说，按照哥白尼、托勒密和第谷提供的三种不同方法，都不能推算出同第谷的观测相吻合的结果，于是他放弃了火星作匀速圆周运动的观念，并试图用别的几何图形来解释，在第谷观测材料的基础上，开普勒继续寻找他的宇宙秩序。
1609年，开普勒发表《以对火星运动的评论表达的新天文学或天空物理学》，阐述了他对火星运动规律的发现，即开普勒第一定律：火星划出一个以太阳为焦点的椭圆，认为每个行星都在一个椭圆形的轨道上绕太阳运转，而太阳位于这个椭圆轨道的一个焦点上。即：行星的轨道是椭圆的。行星运动第二定律认为行星运行离太阳越近则运行就越快，行星的速度以这样的方式变化：行星与太阳之间的连线在等时间内扫过的面积相等。1618年，开普勒又出版了《哥白尼天文学概论》，将他已经发现的火星运动两大规律推广到了太阳系的所有行星，而且同时公布了他所发现的第三定律：行星公转周期的平方与它同太阳距离的立方成正比。这就是所谓的"周期定律"或"和谐定律"。开普勒定律对行星绕太阳运动做了一个基本完整、正确的描述，解决了天文学的一个基本问题。
二、开普勒在哥白尼学说的基础上前行
哥白尼的新天文学的发展得到普遍认可，并成为现在天文学的样式，归功于另外一位伟大的近代天文学家，那就是开普勒。许多科学家们喜欢把哥白尼和开普勒放到一起来讨论，事实上，开普勒的科学成就比哥白尼的科学成就更能给人留下深刻的印象。
（一）哥白尼革命对天文学的发展
哥白尼的"日心说"发表之前，"地心说"在中世纪的欧洲一直居于统治地位。在天文学方面，哥白尼的主要贡献在于他试图革新旧有托勒密体系诸多繁杂与牵强的解释，而从本质上追求地球三重运动的和谐性，以及几何上的完满一致性。哥白尼的书对伽利略和开普勒的工作是一个不可缺少的序幕。哥白尼的日心宇宙体系既然是时代的产物，它就不能不受到时代的限制。哥白尼所指的宇宙是局限在一个小的范围内的，具体来说，他的宇宙结构就是今天我们所熟知的太阳系，即以太阳为中心的天体系统。
（二）开普勒对天文学的发展
开普勒三大定律的成功在于条件：就是哥白尼的日心说体系，因为开普勒是一个坚定的哥白尼主义者，这样才能一开始就跟着哥白尼日心说体系的方向走，并且比哥白尼走的更远。开普勒把哥白尼式的革命运用到哥白尼的数学体系中，改进了日心说体系。开普勒开始很欣赏哥白尼的日心说，后来他发现这不符合实际情况，开普勒在明确了哥白尼失败的方面后得到结论：各行星围绕太阳运行的轨道并不是正圆，而是椭圆。太阳真正成了导引六大行星昼夜不舍运动的力量源泉，而在哥白尼体系中，太阳并未处在任何一个行星的轨道中心。以椭圆代替正圆是宇宙学史上划时代的事件。于是创立了开普勒三定律。
（三）开普勒的研究方法和方法论特点
开普勒是一个深受毕达哥拉斯和柏拉图影响的数学家。他坚信上帝是按照完美的数学原则来创造世界的，他用数学的和谐性来探索宇宙体系。开普勒研究天文学并不具备优越的条件，他不仅缺乏相应的观察设备，而且眼睛的视力也不好，但他却具有丰富的想象和概括能力。开普勒尊重科学事实，敢于创新和探索，他认为科学进步需要创新，创新是科学的生命，而创新必须建立在科学事实的基础上，这种尊重科学事实，敢于创新的精神在开普勒身上得到了充分体现，也是他成功的关键。他提出自己的理论，用三定律来完善和发展哥白尼的日心说，推动了天文学向前发展的步伐。
三、开普勒定律在天文学中的意义
开普勒的行星三定律对于推动整个科学领域起到了非常重要的作用。他的天文学成就和方法论特点给了我们很重要的意义。
（一）要以科学事实为依据，敢于放弃旧科学的束缚
开普勒对哥白尼体系给予了充分的肯定。许多天文学家对天体运动的观念提过不同的见解，而对天体遵循完美的均匀圆周运动这个观念还没有人怀疑。但是开普勒却否定了它。他结合哥白尼的日心说再加上他的数学知识，得出三大定律。科学发展的过程并不是一帆风顺一成不变的，它作为一种知识和社会现象发展过程肯定会受很多因素的影响。科学的旧观念也是束缚科学发展的一大因素，科学工作者首先要有创新意识和创新精神，敢于摒弃旧观念。
（二）要有为科学奉献的精神，敢于正确面对科学失败
科学研究是一项非常艰苦的创造性劳动，开普勒向人们证明了日心说的正确性，证明行星世界是一个匀称的系统。这个体系的中心天体的太阳，太阳位于每个行星轨道的焦点之一，行星公转周期决定于各个行星与太阳的距离，与质量无关。而在哥白尼体系中，太阳虽然居于宇宙"中心"，却并不扮演这个角色，因为没有一个行星的轨道中心是同太阳相重合的。
四、结论
开普勒行星运动三大定律的发现，直接把哥白尼的日心说推向了定量化与精确化的阶段，证明了行星运行的轨道到底是什么样子的。使整个太阳系成为一个严格按照确定规律运行的力学体系。开普勒坚持了哥白尼的日心说，在哥白尼的理论基础上结合自己的观测结果，利用第谷对火星精确的观测和周期的确定，加上自己的数学知识，最后提出了日心说体系，在当时逐渐被人们接受，代替了错误的地心说体系。这为后来宇宙天体的发现和观测奠定了有利的基础。
参考文献：
[ 1] 吴国盛. 科学的历程第二版[ M] . 北京： 北京大学出版.2002
[ 2] 徐建科， 邓联合. 论哥白尼开普勒对宇宙和谐之探求.燕山大学学报.2008
[ 3] 杨耀坤. 论开普勒在自然科学方法论史上的地位. 湖北： 湖北科范学院学报.1986
开普勒三大定律范文2
卫星变轨的速度比较，试根据开普勒三大定律计算得出的，即：
椭圆定律所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上；面积定律行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过相等的面积；调和定律所有行星绕太阳一周的恒星时间的平方与它们轨道长半轴的立方成比例。
（来源：文章屋网 ）
开普勒三大定律范文3
1．1注重基础，哪怕是冷知识
复习课上例题讲解是少不了的环节，笔者认为知识复习要联系最新的高考动态，各地的高考题命制都是命题专家精心之作，不可偏废，纵观2013年各地对天体问题的考查，考查点都较为基础，正好可以将考题拿来作为例题帮助学生完成对基础知识的复习，让学生自主检测概念的掌握情况．例如，开普勒三定律是万有引力的第一节内容．考生往往会忽视基础概念和定律的复习，很多考生甚至冷落了这三个定律的理解和记忆，非常容易出错．2013江苏高考第1题着重考查这个知识点．例1(2013年江苏)木星和火星绕太阳在各自的椭圆轨道上运动，由开普勒行星运动定律可得A．两行星绕太阳运行速度的大小始终相等B．太阳位于木星运行轨道的中心C．两行星的公转周期之比的平方等于它们椭圆轨道半长轴之比的立方D．在相等的时间内，两星与太阳连线扫过的面积相等目的从行星的实际运动出发，帮助学生运用开普勒行星运动规律，复习规律．“开普勒三大定律”是人们研究天体运动的发端，也是“万有引力”这一章节的第一节内容，在以往的复习中，考生容易忽视该节内容的复习，由于对这三个定律复习的缺失，导致在解题过程中容易走弯路，从该题的设置上引导学生在一轮复习时，要重视对基础知识，哪怕是高考冷点的理解和记忆．
1．2注重常规题的基本解法
万有引力的常规考题大多涉及到“环绕”和“静放”两个方面方法的应用，基本方法有两个:对于环绕天体，万有引力提供向心力;星球表面万有引力近似等于物体的重力．例2(2013年上海)有小行星绕恒星运动，由于恒星始终均匀地向四周辐射着能量导致其质量缓慢地减小，如果认为小行星在绕恒星运动一周的时间内的运动轨迹近似看成圆?则足够长时间后，小行星运动的半径、加速度、角速度、线速度大小如何变化?天体运动充满着神秘色彩，与我们的生活也距离遥远，不过此类问题的解决却有法可循，环绕天体做匀速圆周运动万有引力提供向心力，再加上由星球表面物体忽略自转时的万有引力等于重力得到的替代式，就可以解决一系列天体运动参数的问题，在解决问题的过程中帮助学生实现方法的迁移．
1．3抓住特殊运动模型
万有引力与航天存在几个重要的模型:近地卫星模型，同步卫星模型，双星模型．课堂一定重视每个模型的特殊的物理含义和解题的技巧的分析和突破．如:近地卫星推导第一宇宙速度，同步卫星的确定性(如周期一定)等．平时的教学注重典型模型建立，重点突破各个模型的易考点和易错点，可以有效的增强学生的解题效率．2013山东卷第20题考查了双星系统模型．本文来自于《中学物理》杂志。中学物理杂志简介详见
2相似易错规律的总结
开普勒三大定律范文4
上学期我听过一节常态课，授课内容是苏教版八年级物理《液体的压强》。收集数据时，老师报出金属盒在水中的深度H分别为3cm、6cm，U形管内的水面差h由前排学生报数，对应为3cm、6cm。因为课前准备不充分，金属盒在盐水中的实验没做，老师直接给数据，当H为3cm、6cm时，U形管内水面差h′对应为5cm、10cm。数据分析后，学生们非常顺利得出课本上的实验结论，有的学生甚至说出“同种液体，液体压强与深度成正比”，师生皆大欢喜。下课时，我意外听到有位学生说课本上的插图错了。
这节课让我产生了三个疑问：①在水中时，金属盒的深度H与h都相等，老师是怎样做到的？②在浓盐水中时，金属盒的深度H与h′相差较大，符合事实吗？③学生提及的课本插图出错（意思是插图中提供的“数据信息”出错），可能吗？
课后，我做了如下核查：①由于橡皮膜以及导管的特性（材料、紧张程度不同）影响，液体产生的压强从膜上传至U形管水面时会减少一个微小的Δp。实际测量时，H略大于h。师生分别报数，为什么H等于h呢？向其请教，原来他故意把H假报为h。②从网上查到以下信息：第一，食盐在100℃水中溶解度最大，是39.2g。第二，溶液增加的体积约为食盐体积的1/8。第三，盐的密度是2.165 g/cm3。可计算饱和食盐水在100℃时的密度为1.36 g/cm3，假设加入盐后水的体积不变，此时“最大的密度”仅是1.392 g/cm3。利用老师的数据计算，“浓盐水”的密度高达1.67 g/cm3。这样的“浓盐水”生活中不存在。③对教材插图中标注的两组深度进行测量。“浓盐水”的密度大，会使h′明显大于H，但插图中的 h′小于H，这说明插图提供的“数据信息”也存在问题。
毋庸置疑，上述三种数据是失真的，但它们并没有影响学生推出正确结论，反倒有利于学生总结规律。窥一斑而知全豹，在常态课中，这种“假数据真分析”的现象还有很多。难道假和尚比真和尚更会念经？
分析原因：第一，学生方面：①初中生的抽象思维能力较弱，只能对数据进行简单分析。实验中，大多是定性分析，在少量的定量分析中，常见的有比例关系、求和关系等。测量必然会存在误差，限于初中物理实验室的仪器装配标准，减少误差主要采用多次测量取平均值的办法，但受课堂时间限制，每小组对同一物理量最多测三次，有时只测一次，这样，带有误差的数据常常不能一眼看出相互之间的关系。②学生习惯用数值关系处理物理数据，假测量数据之间的数学关系明朗，学生喜欢从假数据中快速得出结论，如案例中假测量数据H为3cm、6cm，对应的h为3cm、6cm，数据间倍数关系明显，很容易得出“水中的压强与深度成正比”的结论。第二，教师方面：①喜欢从结论出发筛选、加工数据；②对新课标的要求把握不准，如案例中本探究结果已改为定性表述，老师仍按以前的要求让学生总结出“液体压强与深度成正比的结论”，故意造假使数据保持比例关系；③假数据的分析耗时少，可以加快教学进度，加大课堂容量。
供需双方的契合，使假数据在常态课上的出现表现出“常态化”，在各类习题、试题中（包括一些中考试题）所涉及的待分析数据，也呈现这种特点，更使得假数据“合法化”，而那些不能较快判断出关系的真实测量数据，反倒成了另类――“假作真时真亦假”。
物理学史上，第谷的数据与开普勒的分析，相得益彰，成为典范。第谷把积累二十多年的天文观测数据，交给开普勒，开普勒经过十多年的分析处理，发现了开普勒三大定律。第谷虽拥有数据，但没有科学地分析，不能发现规律，同样，如果没有大量真实的数据，开普勒十多年的心血，也会付诸东流。
可见，收集真实数据，是完成科学探究的必要前提，如何做到收集真实数据呢？首先，要培养学生实事求是的科学态度；其次，教师要发挥指导作用，严格要求学生在实验中按器材的使用说明进行操作，如实记录实验数据，遇到可以通过多次测量减少误差的物理量，可与其他小组进行数据分享，把平均值当作较准确的数据。如果发现异常数据，不能轻率丢弃，找出原因后，再删除。告诉学生，要重视异常数据，异常数据后常会有重大发现，这也是物理学发展史多次证明的。如苏教版物理教材上曾介绍19世纪末英国物理学家瑞利的故事，他通过两种不同方式制取氮气的密度分别是1.2505kg/m3 、1.2572 kg/m3。瑞利不放过这两个实验数据的差异，执著地进行求真研究，最终发现了氩元素，因而荣获1904年诺贝尔物理学奖。
开普勒三大定律范文5
逆境中，请拾起一颗自信的心；挫折后，请挺起你的胸膛！人生就是一坛酒,那么挫折就是酒精了,没有好的酒精,就不能酿出美酒。尘世间，谁是真的英雄？每当自己烦恼、失望时，你会怎么办？无论伟大，还是渺小，谁不是在跟自己搏斗、较量呢？与其枉然流泪，不如顺其自然，一生无悔。
德国天文学家开普勒，从童年开始便多灾多难，在母腹中只呆了七个月就早早来到了人间。后来，天花又把他变成了麻子，猩红热又弄坏了他的眼睛。但他凭着顽强、坚毅的品德发愤读书，学习成绩遥遥领先于他的同伴。后来因父亲欠债使他失去了读书的机会，他就边自学边研究天文学。在以后的生活中，他又经历了多病、良师去世、妻子去世等一连串的打击，但他仍未停下天文学研究，终于在59岁时发现了天体运行的三大定律。他把一切不幸都化作了推动自己前进的动力，以惊人的毅力，摘取了科学的桂冠，成为“天空的立法者”。反之，从小无法无天的孩子，一但独立生活就会被淹没在矛盾和挫折之中。
人生在世，不可能春风得意，事事顺心。面对挫折能够虚怀若谷，大智若愚，保持一种恬淡平和的心境，是彻悟人生的大度。一个人要想保持健康的心境，就需要升华精神，修炼道德，积蓄能量，风趣乐观。正如马克思所言：“一种美好的心情，比十副良药更能解除生理上的疲惫和痛楚。”
朋友，记住，失败孕育着成功，挫折陪伴着辉煌！
开普勒三大定律范文6
关键词：物理教学；中小学生；品德修养
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）07-0033
古人云：“修身、齐家、治国平天下。”一个人要想有远大的发展前途，他必须具备有较高的个人素质，品德修养则是他首先应具备并且时时完善提升的。个人是社会的一份子，全民素质的提高注重不只是全民科学文化知识素质和身体素质的提高，更要注重全民品德素养素质的提高。中小学生是国家未来发展的希望、宏伟建设的实现者，他们的素质教育一定要常抓不懈，德育更是首要的。然而，德育不单是德育教师的工作，也是我们教育战线上广大一线教师的工作。那么，在物理教学中，教师也要因势利导让德育渗入学生的心田。
一、在物理教学中培养学生的爱国主义情感
例如，当某位教师在教学“光的直线传播”一节时，可以介绍墨翟及其弟子们所著的《墨经》，其中记载有小孔成像、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等实例，它是世界上最早有文字记载的光学著作。又如，在教学凸透镜成像时，教师可以先给学生讲一段古人用冰取火的文字记载“削冰令圆，举以向日，艾成其影，则火生”。学生都知道，按一般自然规律，水火不相容，我们的先辈们却能利用把冰削成中间厚边缘薄的凸透镜形状，运用凸透镜会聚平行光于焦点产生高温这一性质使易燃物艾绒着火而燃烧。再如，讲“反冲”时指出火箭的发射，神舟五号、六号、九号的升天都是反冲的实例。这些例子可以让学生体会我国劳动人民的伟大科研智慧，增强学生的民族自信心和自豪感，有利于培养他们的爱国主义情感。
二、在物理教学中培养学生的拼搏精神和钻研精神
介绍物理学家的生平、业绩、轶事，为学生树立学习的楷模，进而启迪学生的心灵，改变学生的精神面貌。法拉第出身很苦，没有受过正规的教育，从一个书店装订工成为一位伟大的科学家正是他的拼搏和钻研精神。法国科学家安培少年时因为家贫而失学，但他振奋精神，刻苦学习，终于在物理学、化学和数学方面达到了很深的造诣。爱迪生做了无数次尝试，终于制造出了适合做灯丝的材料钨丝。爱因斯坦说百分之一的聪明加百分之九十九的心血和汗水才会成功。无数大师的亲身经历告诉我们，成功都离不开刻苦的拼搏和钻研，我们要想取得胜利也应该向他们学习。
三、在物理教学中培养学生的恒心和毅力
第谷长达四十年观测行星运动的轨迹，记录下大量的观测数据，为开普勒提出开普勒三大定律奠定了扎实的根基，“水滴石穿”“绳锯木断”，这些成语的本意是指微弱的力的作用在坚硬的物体上，经长年累月持续不停的作用，最后也可以穿石断木。我们的学生在求学时应该有这种持之以恒的精神和坚定不移的信念，相信若能如此，成功一定不会很远的。
四、在物理学中引导学生崇尚科学，破除封建迷信
在学习“磁场”的有关知识时，让学生结合农村中利用罗盘看风水的现象，让他们认识风水先生的罗盘，其实就是一个小磁针，小磁针在不同的地方指向不完全相同是因为受地磁场的影响。通过学习，学生真正明白这一迷信活动的实质，使学生在掌握知识的同时逐步形成科学的世界观、严谨的科学态度和实事求是的品质。
五、在物理教学中强化学生的节约和环保意识
现今的学生中独生子女多，奢侈浪费者大有人在，这种不良习气必须加以引导并纠正。当我们在讲授“能源”一节时，补充讲述我国新建设的水力、火力发电站，介绍葛洲坝水利枢纽工程，建设中的秦山、大亚湾核电站，简述三峡工程等开拓学生的视野，同时说明常规能源的有限性、资源的不足，积极_发新能源也供不应求，让学生结合生活中的亲身体会来理解用水、用电要节约。节约能源也要保护环境。污水引起的污染，电气引起的臭氧层破坏而导致全球气候变暖――温室效应等。教授“电能的输送”一节时，指出农网改造技术人员是从哪些方面来提高电质量的，农村使用沼气的好处是什么等，使学生在日常生活中从小处着手养成节约环保的意识。
