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文档简介

1、高中科學節目萬有引力教師參考資料節目對象：科目物理科班級中四至中六節目長度：十五分鐘學習重點：認識牛頓萬有引力定律認識開普勒定律內容簡介萬有引力定律於伽利略和 牛頓之前的科學家普遍認為，月球、太陽、行星等天體所處的天空與我們所在的地球是不同層次，用作解釋地球上物體之間關係的物理定律並不適用於天空上的天體。例如，地球上物體會因為受力而進行各種加速度運動，但天上的天體只會進行圓周運動。但 牛頓並不同意 ，他經過不斷思考和研究 ，最後推翻這一種說法 ，取而代之提出萬有引力理論，即是萬物之間均有力互相吸引。顧名思義，萬有引力是萬物具有的吸引力，所指的萬物，包括天上的天體。 事實上，之前已有人發現並提出

2、過萬有引力的概念，但只有牛頓利用數學原理，去證明萬有引力存在於一切物體之間。1687 年，牛頓於自然哲學的數學原理一書中闡述萬有引力定律：任意兩個質點有通過連心線方向上的力相互吸引。該引力的大小與它們的質量乘積成正比，與它們距離的平方成反比 。本節透過動畫及模擬實驗去說明萬有引力定律。開普勒定律於牛頓出世前，與伽利略同時期有一位丹麥天文學家第谷布拉赫，他藉着製造創新的天文儀器，去記錄天空中行星的位置。他當時已經發覺很多書本上所記載行星位置都有錯誤。當他去世時，留下大量行星運行的觀測資料。第谷的助手，德國天文學家開普勒，就繼續第谷的研究工作，並分析第谷的觀測資料。以前的天文學家 ，無論是托勒密還

3、是哥白尼，都認為天上的行星都是作圓周運動。起初開普勒也是這樣想，但當他將第谷留下有關火星運行的資料，再用圓周去運算後，就發覺有誤差。無論開普勒如何去計算，都沒辦法將火星局限於圓形軌跡上。幸好他對第谷的數據從沒懷疑，從許多圓形裏去尋找蛛絲馬跡。他發覺圖形不單止局限圓形，還有更複雜的圓錐曲線。開普勒終於發現，火星啲軌道不是圓，而是橢圓。這個發現就是後人所說的開普勒第一定律。開普勒第一定律，亦稱為橢圓定律或軌道定律：每個行星都沿各自的橢圓形軌道圍繞太陽運行，太陽就位於橢圓的其中一個焦點上。開普勒第二定律，亦稱等面積定律 : 在相同的時間內，太陽與運動著的行星的連線，掃出的面積是相等的。開普勒第三定律，亦稱為週期定律 : 行星軌道週期的平方，與行星和太陽的平均距離的三次方成正比。本節利用動畫說明開普勒定律。使用建議甲.教師可以一次過播映本節目全部或分段播放。乙. 教師宜在播映前加插五至十分鐘播映前的準備活動，然後播映節目。節目播映完畢，再用十至十五分鐘與學生討論，以鞏固知識。教師可參考下列建議活動，酌情選用。建議活動(以下活動，僅供教師參考。教師可因應學生的學習能力、課堂的學習環境和教學時間酌情選用。 )播映前的準備教師可向學生提問他們對萬有引力的認識播映後的活動教師可

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