物理中的数学市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

物理中数学数学被称为上帝书写宇宙奥秘文字，无数科学家，当然包含数学家在内，为发觉解读这文字细探穷究，用尽了一生心血，同时本身也取得了高兴和满足。然而，在物理发展中，数学跟是起着无比主要作用－－下面，就让我们从这两个故事中来小觑一下数学决定性作用：１．用数学公式表示定律开先河者----开普勒（德国天文学家）开普勒三大定律，准确描述了行星运动真实轨迹，被人们称为天空立法者。开普勒深受古希腊数学家毕达哥拉斯和柏拉图影响，坚信上帝是按照完美数学标准来创造世界，他以数学友好性来探索宇宙。开普勒成就和丹麦天文学家第谷工作密不可分：第谷辛勤观察天象达30之久，积累了大量准确资料。在16第谷逝世之后，开普勒继承了他留下来观察资料，从此，开普勒拥有了最丰富宝藏并着手开发。开普勒大胆抛弃了束缚人们头脑两千多年来天体作“匀速圆周运动”观念。他由第谷数据看出火星轨道是一个“卵形线”。又经过大量复杂运算，他终于发觉这个曲线就是古希腊数学家早以研究过椭圆；进而又发觉每个行星都沿着椭圆轨道运行，太阳就在这些椭圆一个焦点上，此既行星运动第一运动定律----轨道定律。他又经过计算发觉：行星到太阳连线（失径）在单位时间里扫过面积是不变。此既行星运动第二运动定律----面积定律。不过他并没有满足于此，他认为只有找到各个行星运动统一关系之后，才能够结构一个太阳系整体模型，从而揭示出宇宙友好与一致。他花了大量时间计算与分析行星与太阳距离a和行星公转周期T之间关系。在一大堆数字计算后，终于发觉a3次方和T平方=常数，此既行星运动第三运动定律----周期定律。经历了10年在黑暗中探索探求，终于云开雾散，看到真理方射出万丈光芒时刻那种喜出望外心情真是难以言述。然而这和他数学直觉是密不可分第谷观察整整连续了30年，他使用了精密仪器，有完整纪录和明确对象与目标，。这些特点使他观察到达近乎科学标准，不过要把事实中联络或规律挖掘出来，明明白白表示出来，没有一定数学基础是办不到，第谷很善于搜集资料，不过不会去分析，就如开普勒所言：第谷是一个“百万富翁”，不过他不会用这些财富。这是开普勒出现了，他让这笔宝藏放出刺眼光芒。开普勒急需这么一批资料，而这资料也急迫等候着慧眼识珠者开发，第谷和开普勒可谓珠联璧合，相得益彰。娴熟使用数学工具能力，使开普勒成功地概括出了行星三大运动定律数学公式。开普勒工作为牛顿发觉万有引力定律作了运动学准备，而牛顿所揭示宇宙动力学原因，是人类科学认识一次重大综合和飞跃。２．万有引力定律得发觉牛顿依据向心力公式和开普勒定律推导了平方反比关系。他证实：由面积定律能够得出物体受中心力作用；由轨道定律能够得到这个力是引力；由周期定律能够得出这个引力是与半径平方成反比。他还证实物体在这种力作用下运动轨迹是圆锥曲线----椭圆，双曲线或者抛物线，这就将开普勒结论做了推广。大家都知道，牛顿是一位很有数学天分物理学家．他是微积分创造者之一．牛顿经过与磁力类比，得出这个力应该和物体性质和质量相关。他经过“月地检验”，对平方关系得正确性，提供了一个用力证实，并把结论推广到行星运动上去，深入得出宇宙中一切物体都作用着万有引力结论，这个引力与相互吸引物体质量成正比，与它们距离平方成反比。他依据这个定律建立了天体力学数学理论，从而把天体运动和地面物体运动纳入到一个统一力学理论中来，他打破了千百年来禁锢人们头脑旧观念。我们从科学史上这两件事情中就能够看出物理发展过程中，数学饰演着一个多么主要角色．这就是物理中数学…..完……………………………………参考书目：１．物理学中一百个问题２．物剪发展史