引力增加得更快些吗——《经典力学的局限性》中的一个疑难问题

一、问题的提出人教版高中新课程教科书《物理》必修2《经典力学的局限性》是新增的一节内容,这节课从三个方面,即从低速到高速、从宏观到微观、从弱引力到强引力,介绍了经典力学的局限性.与旧教科书相比,最大的变化就是增加了涉及广义相对论的第三个方面的介     

人工与天体引力波源

引力波是广义相对论的重要推论之一。科学家们希望能直接探测到引力波,但是由于产生机制的不同,引力波远弱于电磁波,而人工引力波源产生的引力波目前无探测可能。宇宙中虽然存在大量的天体引力波源,但传到地球上的信号都很弱。目前,科学家们已设计出几种实验装置去探测引力波。     

反引力

反引力是直接从爱因斯坦的广义相对论中推出的。同牛顿的引力理论不同，广义相对论认为引力是空间和时间结构的一种扭曲，这种扭曲使物体看起来像受到了某种力的影响。广义相对论还显示，并不是只有质量才能产生引力，压力能产生相同的效应。这带来了一个令人吃惊的预言：与压力相反的张力能产生与引力相反的反引力。     

密度均匀球壳的引力与引力势能

计算了密度均匀球壳内、中、外的引力场分布和引力势能，并与均匀带电球壳的电场分布和电势能作了比较。     

牛顿引力论与爱因斯坦引力论之比较

牛顿引力论与爱因斯坦引力论均对万有引力进行了描述和研究,然而两者的理论体系却完全不同,因而对实际现象解释的程度也有所不同.通过以下的比较我们可以看出,爱因斯坦理论比牛顿理论更广泛、更精确、更先进.     

广义相对论的实验证明

爱因斯坦的广义相对论于1916年问世。论文中揭露自然界运动奥秘的十个场方程整整齐齐地排列在那里，没人能理解那些魔术般符号的意义是什么，然而实验证明，浩瀚宇宙的秩序就是被这些方程式安排得井然有条的。这确实是个伟大的奇迹，     

质心是引力中心吗？

在很多的教学参考用书和学习指导用书中经常出现这样的题目：一个质量为M的均匀球，半径为R，在距球心2R处有一质量为m的质点P，已知球对P的引力为F，若在球中挖去一个半径为1/2R的小球(如图)，则剩余部分对P的引力F多大?     

均匀球壳对质点的引力计算

通过计算质量分布均匀的球壳对一质点的引力，验证了平方反比关系的重要结果。     

密度均匀球壳的引力与引力势能

计算了密度均匀球壳内、中、外的引力场分布和引力势能,并与均匀带电球壳的电场分布和电势能作了比较.     

对万有引力定律及引力理论的几点思考

本文讨论了万有引力定律对库仑定律建立的影响,并论述了万有引力的特殊性;探讨了现代引力理论的发展方向。     

相对论、引力理论和宇宙学的发展

十九世纪末、二十世纪初,电磁学的许多实验与牛顿理论的矛盾都很尖锐.为此,一些物理学家意识到牛顿理论存在问题以及新理论将必然产生.1905年,爱因斯坦以狭义相对性原理和光速不变原理为基础建立了狭义相对论(四维平直时空理论),该理论以惯性系之间的洛伦兹坐标变换代替牛顿理论中的伽利略变换,因而要求一切物理定律在洛伦兹坐标变换下保持不变(即"狭义相对性原理").     

爱丁顿一生中最激动人心的事件

爱丁顿（Eddington，Arthur Stanley．1882-1944，），英国著名的天文学家和物理学家，广义相对论的阐述者和倡导者．为验证爱因斯坦关于光在引力场中发生偏转的预测，格林威治一剑桥联合考察队观测了1919年5月29日的日食现象。爱丁顿在这次考察中起到了相当重要的作用．     

浅析库仑定律与万有引力定律的类比

库仑定律描述的是真空中相距为r的点电荷Q1、Q2间的相互作用力的规律,其表达式为F=kQ1Q2/r2,式中k为静电力常量;万有引力定律描述的是相距为r的质点m1、m2间的相互作用力的规律,其表达式为F=Gm1m2/r2,式中G为万有引力恒量。两规律形式如此相似,现从类     

膨胀的宇宙

自然界存在四种相互作用（强作用、弱作用、电磁作用和万有引力作用），它们的强度相差很大。如果以强作用的强度为1，则电磁作用为10^-2，弱作用为10^-14，而引力作用为10^-39。引力相互作用与强、弱、电磁作用相比太微弱了，完全可以忽略不计。所以，爱因斯坦一开始就认识到，广义相对论的应用对象应该是宇宙而不是原子现象。强、弱作用是短程的，强作用仅在10^-15。米以内有效，而弱作用的力程只有10^-17米。宇宙物质又是电中性的，电磁作用可以忽略，所以在辽阔的宇宙中，引力扮演着最主要的角色，在那里可以观察到时空的弯曲。     

爱因斯坦的预言

1974年,天文学家观测到一颗新的脉冲星。它位于天鹰星座,距地球1.5万光年。它的名字:1923+16。现在,这颗脉冲星每秒发出17次无线电信号,有规律地到达地球。由此,脉冲星的信号就像一台稍不精确的天文钟。有时它微弱地变慢,有时又微弱地变快。但是这种变化是可以察觉的,并可由波多黎各的一个直径为300米的无线电天线检测出来。通过对信号变化详细的分析,科学家们推测脉冲星由两个中子星组成。信号的变化使科学家们能够看见轨迹。于是天文学家可以"用耳朵看"了。     

牛顿引力平方反比定律的启示

通过对牛顿引力平方反比定律发现历程的分析和研究,凸显出科学三阶段认识规律、分析与综合的方法在科学发现中的重要性以及重大科学发现需要众多科学家长期共同努力的规律,以期对我们今天的科学研究、教学研究有所启示．     

爱因斯坦建立广义相对论的思路

分析并阐述了爱因斯坦在义相对论基础上创建广义相对论的思路。     

浅析球形物体对球内质点的引力

万有引力定律F=Gm1m2/r2适用于一切质点间的相互作用，公式中的r表示两质点间的距离．当物体的形状规则、质量均匀时，r表示两者的几何中心之间的距离．例如均匀球体，r即为两球心的距离．那么，当质点位于质量均匀的球形物体内时，球体对质点的引力是否仍能用万有引力公式计算呢？下面对此作一简要分析．     

从万有引力定律的发现谈科学认识的三阶段论

人类对自然现象的认识总是要经历三个阶段，即对现象的观察，获取资料；对所获得的资料进行整理，得出现象性的经验结论；进行抽象概括，得出科学理论。万有引力定律的发现，就非常完全地体现了认识论的规律性。