竞赛题中的椭圆运动

随着我国“神舟”五号载人宇宙飞船的顺利升空，空间技术和天体运动成为人们关注的热点．大多数的地球人造卫星进入轨道后都做椭圆运动(行星绕恒星运动也是如此)，物理竞赛中关于这方面的问题时有出现．本文就如何运用初等数学知识解决椭圆运动问题进行简单的探讨．     

椭圆轨道上行星绕日运动时间计算

通过分析行星在椭圆轨道上的绕日运动,得到任意两点间的运动时间和运动周期.     

利用几何知识求解天体运动轨道

本文提出一种构造椭圆的方法,并利用该方法结合开普勒第二定律求解在万有引力作用下的天体运动轨道形状,该方法抛开了复杂的数学积分,只利用简单的几何知识使求解过程简洁化,图像化,能够加强学生对天体运动的理解.     

浅谈万有引力定律的发现与创新思维

通过万有引力定律的发现历史的回顾,探讨了创造性思维的诞生过程以及培养创新思维的教育方法.     

论开普勒第二定律的发现方法

1引力的物理思想 一些物理学史书籍讲到开普勒在发现天体运行三定律后，开始探索是什么原因使天体这样运动，但没有成功．这听起来很合理，但不符合历史事实．     

科学史在探究式学习中运用的探索

纵观科学史，有着无数灿烂辉煌发现的诗篇，有着许许多多科学家典型探究的事例．从物理学的发展历程来看，伽利略开创了实验研究的先河。他对自由落体的研究堪称科学探究的典范；牛顿经过对天体运动的长期思考，发现了万有引力定律，将地上运动与天体运动的规律统一起来，是科学探究历程中的丰碑；     

巧用开普勒第三定律解决天体运动问题

在天体运行中,会有绕同一个中心天体运动的行星或卫星问题;卫星与它所绕行的天体的同步问题;卫星在轨期间的变轨问题;卫星之间的追及和相遇问题。应用开普勒第三定律是解决这些问题的重要途径。     

开普勒三定律和万有引力定律的几何证明

在高中教材中“由开普勒定律推导出万有引力定律”“由万有引力定律推导开普勒定律”,采用的是近似方法求解,结果不能令人信服。在大学教材或者相关文献中都是通过微积分知识求解,学生不易理解。本文采用哈密顿速度矢量图,结合简单的几何知识,巧妙地解决了上述问题。     

开普勒三定律与地球公转轨道参数的讨论

分别从拉格朗日量、龙格-楞次矢量以及微分方程出发,由万有引力定律导出了开普勒三定律,并积分得到开普勒方程与轨道周期.利用文献中的数据计算了地球公转轨道的偏心率和周期,发现有的文献给出的地球近日点和远日点速率值使得计算结果和观测值之间存在较大的不一致.分析其原因并给出了速率的修正值,从而保证了计算结果和观测值之间的自洽性.     

天体运行立法者开普勒

本文介绍了开普勒发现天体运行第二定律的发现过程。重点讨论了开普勒从一个神秘主义者到近代物理学家的变化，以及开普勒发现第三定律的实际过程（私人科学）与他公开发表描述过程（公众科学）的差别。     

从开普勒定律到万有引力定律

从椭圆轨道出发,推导出了万有引力定律.     

氢原子的总电流及其经典对应

定态下氢原子平均电流密度只有一个沿纬线的分量非零,本文在这一结果的基础上计算了氢原子的总电流,发现它与经典力学中行星运动的开普勒定律之间有明确的对应关系．     

开普勒第二定律的建立

 约翰·开普勒(ＪｏｈａｎｎｅｓＫｅｐｌｅｒ,1571-1630)是德国著名的天文学家和物理学家,一生在多方面对科学的发展做出了贡献,尤其在天文学领域,他经过多年的努力探索,建立了开普勒三定律,从而使人们对行星的运动有了更加明确清晰的认识,也为牛顿发现万有引力定律奠定了基础。正是由于这一卓越的科学成就,开普勒被后人称为“天空的立法者”。本文就他建立开普勒第二定律的过程做一探讨。1.第谷与开普勒的合作科学的发展不仅需要理论,而且不能离开观察实验。在科学向前发展的过程中,有时理论这只脚向前先迈一步,有时观察实验这只脚向前先迈一步。     

称量地球质量的人:卡文迪什及万有引力常量的测定——"最美丽"的十大物理实验之二

在牛顿于1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中,第一次提出了万有引力定律.牛顿用这个定律成功地解释了月球的运动,说明了木星的卫星和太阳系行星的运动与月球绕地球的运动都是同一类型的运动,并且他对行星运动的解释与大量天文学观测的数据相符;他用太阳和月球对海洋的万有引力解释了海洋的潮汐;他证明了彗星的轨道是扁长椭圆或抛物线.     

利用数学公式和物理模型求曲率半径

首先推导高等数学中的曲率公式,使读者对曲率、曲率半径的知识有比较全面、清晰的理解,然后从平抛运动模型、简谐运动模型、天体运动模型和凹面镜模型推导圆锥曲线中顶点位置的曲率半径.     

研究天体运动要理清的几个概念

近几年的高考试卷，几乎都出现过与万有引力有关的物理问题．分析其原因，万有引力有关的物理问题涉及的知识面比较宽，可以考查学生的相关的空间想象能力，建立物理模型的能力，物理知识的迁移能力，学科综合能力等等．本文谈谈运用好万有引力定律研究天体运动必须要理清的几个概念．     

分析力学中有心力场天体运动

对称性与守恒律是理论物理中被重点讨论的对象。有心力场问题是理论物理中的典型问题。本文从理论物理的角度,在极坐标系下对有心力场下质点的一般运动进行讨论,之后具体讨论了在有心力场中天体运动情况。     

基于VPython的天体轨道运动模拟与可视化

运动、力、动量、能量是大学物理教学最基本且重要的内容.在牛顿力学中,如果已知初始条件,对于有序系统可以预测其未来的运动状态,牛顿力学在天文学上的处理是最成功的.本文基于万有引力定律和动量定理,借助计算机软件VPython模拟天体的运动过程,例如卫星、月球绕地球的运动,火星绕太阳的运动,卫星绕双星系统的运动,直观地显示了天体运动轨迹,使天体运动过程实现了可视化.教学实践表明基于VPython的天体轨道运动模拟与可视化,可以使学生更好地理解并灵活运用牛顿运动定律和动量定理,是对经典物理教学内容的有益补充.     

平方反比有心力系统的统一的Runge-Lenz矢量

本文给出平方反比有心力系统的Runge-Lenz矢量的统一的表达形式,给出了其守恒性的统一的数学证明;尤其是推导出该矢量的一种新的张量表达形式;罗列并证明了该矢量的一些性质,并基于该守恒矢量讨论了质点作各类开普勒运动的判据.