平抛运动研究论文

高中物理研究物体的平抛运动

不但地球对它周围的物体有吸引作用，而且任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间，称为万有引力。 万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关。物体的质量越大，它们之间的万有引力就越大；物体之间的距离越远，它们之间的万有引力就越小。 两个可看作质点的物体之间的万有引力，可以用以下公式计算：F＝GmM/r2,即 万有引力等于重力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量，其值约为×10的负11次方单位 N·m2 /kg2。为英国科学家 卡文迪许通过扭秤实验测得。 两个通常物体之间的万有引力极其微小，我们察觉不到它，可以不予考虑。比如，两个质量都是60千克的人，相距米，他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿，而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍！ 但是，天体系统中，由于天体的质量和大，万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球，对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响，它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上，它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。 重力，就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。 任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力，有时也称重力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力 、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种，两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1／1035 ，质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏／米的电磁力的1／1010。因此研究粒子间的作用或粒子 在电子显微镜和加速器中运动时，都不考虑万有引力的作用 。一般物体之间的引力也是很小的，例如两个直径为 1米的铁球 ，紧靠在一起时 ， 引力也只有×10-4牛顿，相当于克的一小滴水的重量 。但地球的质量很大，这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力 。所以研究物体在地球引力场中的运动时，通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大，乘积就更大，巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成，在高温状态下不弥散反而逐渐收缩，最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞 ， 也都是由于引力的作用，因此引力也是促使天体演化的重要因素。万有引力的发现过程 在谈论万有引力发现的事件时，对於当时天文学及力学的发展情形也得有一些说明，才能了解当时代科学的背景，以及它是如何影响刺激牛顿发现万有引力。 牛顿的万有引力之简单涵义 牛顿并不是发现了重力，他是发现重力是「万有」的。每个物体都会吸引其他物体，而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关。牛顿的万有引力定律说明，每一个物体都吸引著其他每一个物体，而两个物体间的引力大小，正比於这它们的质量，会随著两物体中心连线距离的平方而递减。牛顿为了证明只有球形体可把「球的总质量集中到球的质心点」来代表整个球的万有引力作用的总效果而发展了微积分。然而不管距离地球多远，地球的重力永远不会变成零，即使你被带到宇宙的边缘，地球的重力还是会作用到你身上，虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所掩盖，但它还是存在。不管是多小还是多远，每一个物体都会受到重力作用，而且遍布整个太空，正如我们所说的「万有」。量子力学的解释 我们知道，由光子是物质的基本粒子来看，物质的构成本身没有意义，如果物质不能够与环境中的其它光子信息相互作用，它就不能将自己的能量、存在形式、表达给自然界，自己就是以纯暗物质的形式存在，尽管自己的寿命表现为无限长久，但是对环境、对自己没有意义，只有它不断与环境的其它光子信息相互作用光子能量，才能将自己的能量、质量表现出来，自己的光子信息才能变化，自己才能由生长到死亡，才能有自己存在的意义；这就是说任何物质，只要它存在，它就会不断地与环境中的其它光子信息相互作用，这样，物质的存在，各种作用力的存在，事实上，是通过自己周围的光子信息场完成的。 如图所示，物质 A 存在，是物质 A 不断与环境作用光子信息能量，而表现自己的质量，当物质 B 存在的时候，由于 B 也要不断与环境的光子信息相互作用，这 B 就不同程度地影响了 A 周围的光子信息内容，从宏观的角度来看，是 B 挡住了来自 A 周围的光子信息，改变了 A 周围的光子信息场，从大的方面来看，是来自于左方的光子信息能量要多一些，来自于 A 的右方光子信息能量要少一些，宏观表现为 B 对 A 有一个作用力，这个作用力，是所有物质共有的，称为万有引力。 也可以说成是，由于 B 的存在，导致了 A 周围的光子信息力场的形状发生了变化，这个力场的形状发生了变化，本来没有 B 的时候，物体 A 是一种平衡状态，有了 B 以后，光子信息的力场发生了变化，物体 A 的作用力，由于平衡变成了不平衡，人们自然会说，这是物体 B 存在的结果，是物体 B 对 A 的作用力。相对论的解释 其实引力是不存在的。或者说引力只是这种现象的一种解释而已。它不同于其他力。 “引力”其实是时空扭曲的表现，举一个二维的例子：一张绷直的橡皮筋网 1.放上两个质量不一，体积相同的球，网扭曲了 2.在1的基础上，让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动，直线与（同一个）球的位置距离越近，轨迹弯区越大 3.在2的基础上，让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动接近两个质量不等的球，直线与两个球的距离相同，经过质量大的球，轨迹弯区大 2跟3说明的现象与引力相似，而且也有质量越大、距离越小，引力越大 物体由于惯性沿直线运动，但在扭曲的空间运动，表现出来就是受到引力影响 事实上，引力扭曲的是四维时空。 还有一个例子：光经过大质量天体时会扭曲，但引力不能作用于光，所以解释就是光沿直线传播，在扭曲的时空中运动，就会扭曲。但光还是沿直线传播事实上，万有引力并不是一种真实的力，比如牛顿说的万有引力，是万物之间皆有引力的简写。有确凿证据表明：引力是电场力的作用。卡文迪许的扭秤测出的两个球之间的引力是“分子间力”。宇宙星体间的作用都是静电引力或斥力，圆周运动在于带电星体在另一星体的磁场中受到了洛仑兹力。

我们经常在影视作品看到主人公上演生死时速，一边是大爆炸或雪崩等灾害，一边是主人公与之赛跑，最后总是主人公得以逃脱。实际上，大爆炸或雪崩等的速度至少150千米/小时，甚至达到音速，而人奔跑的速度远小于此，即使借助于滑板，最快的速度也只能是其一半，根本不可能逃脱。再如：研究影视作品中平抛运动电影《生死时速》中有一个场景：载满乘客的巴士成功地飞跃了高速公路上一段大约有15米宽的裂缝。而且，裂缝前的公路几乎是没有任何坡度可以进行助跑。 现实：假设当时巴士的速度为120千米/小时，即使排除空气阻力的影响，汽车的腾空时间最多只有秒，汽车最多可以飞跃7米的距离。这意味着巴士飞到一半就掉下去了。以此可以告戒同学们，电影有很多时候仅仅可以作为娱乐，千万不要模仿。 而功夫巨星成龙总是自己亲自上场拍影片，不使用替身，因此深受人们喜爱。那么到底是真是假呢。我们研究下。在电影《红蕃区》中，成龙大哥跳楼脱险的片段堪称经典。如图所示成龙在右边楼顶上遭遇围攻，情急之下向左急奔后向左跳下,最终落在左侧大楼顶层的阳台上，得以逃生。我们以平抛原理来分析： 顶层楼高度约3m,人助跑后的速度取8m/s,结论：这个动作拍摄时没有用钢丝。 此外，武侠作品中经常出现的人物轻功了得，飞身一跃，能飞上相当于2-3层楼的大树或屋顶，生活中绝对不可能，当然是假的啰。如何辨析呢？利用竖直上抛运动上升阶段与下落阶段对称的特征，人物利用轻功飞上的过程与从上面落地的过程相逆，则可以计算人物上升时的初速度等于从2-3层楼高出下落的速度，查一下人落地时缓冲时间，可以计算出人物受到地面的力量约5000牛顿，是人骨骼承受的极限大小，是人肌肉无法达到的力量。影视作品中人物还经常主人公借助于飞钩等物件，飞跃几十米的距离，救下另外一个人物，最后他们安然无恙地回到地上。 然而根据牛顿第二定律，假设两人重量共为140公斤，下降速度为20米/秒，蝙蝠侠的绳子可以对他产生大约25000牛顿的力，相当于3吨重物产生的力。飞钩的绳子要坚固到怎样的程度呢？另外，他们手上的摩擦力怎么可能有如此之大，如果是缠在手上，手也会受不了这么大的力而受伤的。再有，科幻影片中透明人的概念，只能是空想的，因为只要是刚开始学习物理的人，都知道透明的概念就是光直接穿过物体，但人要能看见物体就必须有光进入人的眼睛，由于光直接穿过透明人，所以透明人反过来也就看不见任何物体！影视作品中常常利用小密度的物体代替石头、墙壁等重物，这样模拟石头、墙壁砸人时人不会受伤。反之，有时候影视作品则会龙弄巧成拙。例如：《神探狄仁杰》中多处出现的盗取大量金银财宝的剧情，为了表现赃物多而每次都是壮汉抬着大大的木箱，殊不知金银密度非常大，若以木箱体积1立法米，金银密度10000千克/立法米，则一木箱的金银质量达到十吨，几个壮汉是不够的！倒是美国大片《惊天大盗》里面用铲车等搬金库的金银更加真实！ ——摘自还有个文章我觉着你也可以看看，网址：第三篇：

高中物理关于万有引力或平抛运动的论文？高中就写论文？这个题目有什么写的啊？难道是算逃逸速度？平抛运动的初速度多大时，物体不落地？那就是向心力等于万有引力，速度为平抛的初速度。两个公式。

武侠片里的飞檐走壁

美国科学家质疑“万有引力定律”，中国科学家的反映是“基本定律”不容质疑。问题是“引力定律”是否是基本定律？基本定律又是什么涵义？基本定律就一定精确吗？ 北京青年报2001年5月18日有一篇名为《万有引力失灵了吗？》的报道（见网站《当代物理——物理论文集》的“国外新闻”栏目），我看了此报道之后，有感而发此篇议论。我认为从表面意义上的角度，美国的科学家与中国的科学家的提法都对。实际上美国与中国的科学家都把引力定律当作了“基本定律”，如果不把它当作“基本定律”，美国科学家也就不质疑它了；既然是确定的“基本定律”，中国科学家当然认为不容质疑了，而要寻找其他的解释。[人的思维有一个缺点，一旦在现象事实方面有与原来理论有冲突（反常）的地方，为了保护原来的理论——也就是被科学哲学称为“范式或科学研究纲领”，就必然要寻找其它的理由来解释。]问题在于引力定律是不是基本定律，如果不是，那我们为什么把它当作基本定律来运用。基本定律就是理论体系的“公理”定律，是思考的出发点，是逻辑的原始出发点——原始大前提，不是由其他定律推导出来的定律。而我认为引力定律不是基本定律，理由有二：其一，牛顿力学理论体系的基本定律是其三定律。而其三定律没有包含“重力”方面的内容，作为“重力”方面内容的补充，不得不把引力定律当作基本定律来运用了。实际上，引力定律是牛顿三定律的（概念上的）“导出”定律，因为由于自由落体是加速运动，从其第一第二定律为出发点（牛顿力学理论真正的“范式或科学研究纲领”。一定要注意，牛顿第二定律是其第一定律的数学表达式。），从而认为自由落体运动的原因也是由于外力造成的，于是，就“发现”了万有引力。所以，引力定律不是基本定律。 其二，仅从引力定律公式产生的过程角度来看，在牛顿时代以前及同时代，其他许多人已经得出了“太阳系”（仅仅在此范围）行星公转的向心加速度依距离太阳平方反比分布规律（真正的经验公式，不是基本定律）。由于牛顿发现了地面上的重力（重力加速度）与“太阳系”中的卫星及行星公转的“向心力”（还是牛顿三定律的“范式”）是同一性质（是伟大的发现），（然而把此同一性质当作同一种“力”——错误的转化开始了。）再下一步，又依重力大小还与表现重力的物体（地面上的）的质量有关系，同时又把“平方反比律”人为“加”上了质量（中心质量，实际上是太阳的质量。），引力定律产生了。然后，问题又转化了，抛开了“中心质量”与地面上的“质量”的区别后，引力开始“万有”了。于是，在我吃饭的时候，我饭桌上的“烧鸡”与我也就有了“引力”（可不是因为我饿了，烧鸡对我有吸引力的“力”）。引力定律中的“平方反比律”本来是“宇宙”（太阳系）中的现象范围，就无形地被人为地扩大到了“一切”的范围，这是人的思维的错误。仅从此角度，就说明了“引力定律”仍是经验公式，不是基本定律。把一定范围的经验规律人为地无限扩大，有时可以产生“伟大”的发现，但是，同时又是风险极大的“发现”，非常容易造成极大的认识错误。这也就是科学哲学家波普尔“证伪主义”能够可以成立且有“用武”的地方。因为，我们人的思维的归纳（经验）语言（不仅仅是语言，也是认识。）一般都用“所有格”。 美国科学家说在宇宙尺度水平上，牛顿的“万有引力定律”就不再有效，也就是说“万有引力定律”存在局限性，只在一定条件下成立。实际上是说反了，“万有引力定律”恰恰是在宇宙尺度（太阳系尺度）上有效。在我们与我们饭桌上的“烧鸡”之间，恰恰没有一点“效”。有效不等于精确，因为“引力定律”是经验公式。引力定律仅在“九大行星”范围内“精确”（也不是绝对的），因为“平方反比律”就是由此得出的。在“冥王星”轨道之外，或在“水星”轨道之内，就不一定绝对按平方反比律。所以，“先驱者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探测器偏离按照“万有引力定律”计算的轨道，是很正常的。如果把此“偏离”现象当作另外的什么莫名其妙的“力”在起作用，则是不正常的，这是我们思维的“不正常”。经验公式不一定精确，是不是理论的基本定律就一定精确了？这要从什么角度来看了。基本定律是“人为”规定的，当然在理论内部是精确的了。但是，基本定律如果要运用到实践中去，一般的来说，必须经过“经验命题”这个中间环节，才能与现象世界建立“联系”，所以，同样不会是“精确”的。牛顿惯性定律是基本定律，产生它的“经验命题”是“同一质量同一初速度的物体阻力大则运动的距离短，阻力小则运动的距离长。”所以，我们把牛顿惯性定律运用到实践中去，就得通过此“经验命题”来与现象层次建立联系。因为我们不可能看到“物体在没有外力的作用下，永远地做匀速直线运动”。 说一千道一万，产生这些纠缠不清的问题的根源，还是由于牛顿力学体系本身的缺陷所造成的。在没有重力场的前提下，牛顿力学体系（牛顿第一第二定律；注：牛顿第三定律是力学体系定律，不受有没有重力场条件的限制。）才成立。在重力场的前提下，牛顿力学体系不成立。引力是对“重力”本质的错误认识。爱因斯坦认识到了“重力”的本质，但是又在“空间”的方面走了弯路，“就像他的光线在引力场中走弯路一样”，把物体本身的“惯性与重性”同一的认识，转化为抛开物体的“参考系变换”的问题了。我们必须把没有重力场空间与有重力场空间作为认识的前提，才可以捋清我们的思维。而有重力场空间的参考系是确定的，因为在重力场的中心都有一个“特殊质量（可不是什么引力质量）的”天体，这个“天体”就是确定的参考系。如果没有此前提的认识，我们的思维永远是在“逻辑循环”的怪圈中打转。比如：没有“特殊物体”（整体天体）与一般物体区别的认识，就会产生引力场是由于其中心“质量”，质量又是产生引力场的根源，于是，质量又是产生“引力”的根源，引力还是“力作用”，而“场”的存在又没有意义了。目前在此方面的许多争论与探讨的问题，都是毫无意义的，是在引导一些人消耗一生的精力或消耗许许多多人的精力。相对论把人们“相对”得晕头转向。当我们问一位幼儿园里的儿童，你数一数屋子里有多少人时，这个儿童就说有六个，实际上是七个，你就会笑话他，因为他没有把自己算进去。然而，我们在“相对论”的问题上，是在犯同样的错误。狭义相对论的光速不变（与光源的运动无关）的假设本身就是意味着有绝对参考系背景，否则，光速本身又是怎么判定的呢。当你在描述“相对”的时候，你别忘了你自己本身就是参考系，你自己本身就是一个物体。在这方面，可不像判断那位儿童的错误那么简单了，因为我们每个人在看别人的描述时，自己又不是“旁观者”了，也身临其境了。不要为没有绝对参考系而发愁，因为我们在客观世界里总可以找到我们需要的参考系。 我们为什么把“万有引力定律”当作了基本定律，就是因为牛顿力学体系（三定律）没有对“重力”有正确的认识，不得不把“引力定律”硬塞进来充数，自欺欺人地当作基本定律。我们目前缺乏的正是对牛顿力学与“重力”的统一的认识，否则，今天就没有那么多的人在书上及在因特网上看到那么多的人在讨论“引力与空间”的问题了。牛顿呀牛顿，你有了伟大的发现，为人类做出了巨大的贡献，同时你的“引力”又给你身后的多少人带来了多少的麻烦，到如今已经三百年了，为你的“引力”怎样变为直接作用消耗了多少人的精力，至今还有人在探讨“引力的屏蔽”（把引力当作独立存在的“东西”了）问题，真是罪过。自由落体的下落原因本不是由于外力作用的结果，也不是力作用的结果，难道“作用”就一定是“力”吗！在这个世界上，难道没有“力”，就没有自己运动的东西了吗。脱氧核糖核酸不是自己在复制自己吗！我们人类对世界的认识主要是由于我们是在改造世界的过程中来认识世界的，于是，就把我们人类对世界的作用也客观化了，当作了客观世界的作用了。“力”来源于我们人类肢体对世界的作用，于是，就把“肢体”的作用外化了。我们今天的人类已经在改变着我们对客观世界认识的角度，我们已经把我们人类自身当作了客观世界的一分子。那我们在“引力”的问题上为什么还以“自我”为中心呢。