游戏与万有引力定律

游戏与万有引力定律

引语：生活中表现各异的现象，如果抛弃一些次要的因素，按照所受的自然规律，都可用一些普遍的规律来描述。反过来，人们所研究的一些专业性的问题，其内在原理、细节展示、具体描述也可用生活中的现象来形象演示，就能帮助人们达到理解的目的，从而准确揭示其内在规律，解决问题。因此，理解生活中所见、所闻的一些现象的原理，就会帮助理解自己所思的一些疑难问题，进而找到解决的策略。

1665年，严重的鼠疫席卷了伦敦，将要波及剑桥。当时全世界一流的剑桥大学不得不作出断然的措施，立即停课，全部的师生回到乡下，以躲避这场灾难。时任剑桥大学助教的牛顿，也只好带上自己痴迷的科学书籍离校返乡，短暂地离开了剑桥大学。

虽然没有了浓厚的学术氛围，但家乡安静的环境又是一个新天地。牛顿的思想展翅飞翔，在自然科学领域内驰骋。在这段时间内，牛顿才华迸发，开始着手描绘他一生中大多数科学创造的蓝图，思考前人从未思考过的问题，踏进了前人没有涉及的领域，创建了前所未有的惊人业绩。包括：数学中的微分和积分，物理中的力、质量、速度、加速度、惯性、动量等的准确含义，惯性定律、力和运动关系的正确认识，这些观点都在这段时间内得以初步形成。而在这段时间内，牛顿的另一个重要成就，就是对万有引力定律开始有了初步认识。

这段时间，大量的思考问题使牛顿彻夜难眠，常常凝视着皎洁的明月发呆。皎洁的明月在云朵中忽隐忽现，一个新的问题又进入了牛顿的脑海中，月亮会绕着地球转吗？以前思考的苹果落地的问题也进入了他的脑海。月球受重力的影响吗？怎样受到影响？一连串的问题进入他的思考范围。他又开始精读开普勒的著作，想从中找到答案。第二天，研读开普勒的著作累了，牛顿信步走到了田野上，看到弟弟、妹妹与一群小孩开心地做着游戏。一些孩子在放风筝，牛顿接了过来，在空中飘动的风筝拉动着牛顿的手。有些孩子在耍杂技，将一小桶牛奶在头顶上飞快地转动，不会将一滴洒出来。有些孩子正在大声地吆喝着，用投石器比赛投石头。投石器是用一个小布袋，两端各系上一根绳子，石子装入布袋中，用手捏住两根绳子的末端，然后挥动绳子，使劲地旋转，等到最快的时候，放开一根绳子末端，石子就会被抛出去。转动得越快，石子就抛得越远。这一幕情景映入了牛顿的脑海中，巧妙地与他研究的天体问题接了轨。他想到，这些石子的速度越快，抛得越远，如果速度足够大，就像桶里的牛奶不会洒落一样，它也可以绕地球转一圈，甚至两圈，以致像月亮一样绕着地球转。牛顿进一步想到，石子被绳子拉住做圆周运动，那么月亮做圆周运动也应该有一种类似于绳子的拉力的作用，才能使它做圆周运动，没有拉力它就向远处抛出去了。地球上的物体从高处放开后都落向地面，应该是受到地球吸引力的影响，月球也应该受到地球的吸引力的影响！进而得出行星围绕着太阳转，是受到太阳的吸引力的影响的结论。有了这个结论，所有的疑惑都迎刃而解。

后来，牛顿在这个思想的基础上，又吸收了其他科学家的成就，用他自己创立的数学工具作出了全面的论证，建立起了天体做圆周运动的动力学规律。通过进一步的推广，牛顿创立了万有引力定律。

启示：有些孩子在遇到疑难时，总是只想着如何在本领域中解决问题，而不去联想其他事物，从中找到解决思路。家长应该引导孩子在解决问题时，像牛顿那样，从生活现象的原理中理解，从而揭示天体运动的秘密。石子被绳子拉住做圆周运动；一小桶牛奶在头顶上飞快地转动，不会将一滴洒出来；石子抛出时，速度越快，飞得越快，这些现象似乎与月亮绕着地球转动毫不相干。而事实上，它们遵循着圆周运动共同的动力学规律，从而揭示出物体之间普遍的相互作用规律——万有引力定律，为认识自然建立了有力依据。让孩子学会联想，从联想中找到解决问题的思路，是一条比较有效的途径。

训练支招：

（1）要引导孩子努力掌握科学文化知识，掌握自然界的一些普遍规律，为理解各种现象奠定基础。

（2）引导孩子用所学的知识经常性地分析一些生活中常见的自然现象，从而能够准确地把握其内在规律。

（3）让孩子尝试用生活现象比喻一些简单的科学问题，并且让孩子尝试用生活中的现象的原理去解释一些科学问题。