高中物理教材中“弹性空间”与引力场的类比探究
指导教师:字德福 | 成果于年级研究性学习成果汇报会公开展示,获师生好评
受国际青年物理学家锦标赛启发,用弹性薄膜上的球体运动模拟天体运行, 在方寸之间构建一个可触摸的“微观宇宙”,让引力规律以直观的方式呈现。
- 模型构建:在玻璃缸边缘蒙制弹性平面,中央放置大质量钢球形成“引力阱”。
- 现象验证:发射小钢球观察圆、椭圆、抛物线等多种轨道,与天体运动高度相似。
- 定量分析:测量轨道半径与周期,验证 r³/T² 为常数,推导类引力规律 F∝Mm/r²。
- 常数测定:定义弹性空间“引力常数”,通过 G=4π²k/M 实现定量测量。