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伽利略与自由落体
亚里士多德的学说在十六世纪仍然如日中天，人人都奉为经典，没有人提出任何的怀疑。亚里士多德关于「自由落体」的学说是：物体自高处自由落下的速度和重量成正比。也就是说，一个十磅重的物体，下坠的速度会比一磅重的物体快十倍。这个学说在大小的外表上看来，似乎非常的合理，而且人人也都相信学说的真确性，教授们严肃的把这个学说教给他们的学生，学生们也都敬谨的接受这个学说，只有伽利略表示怀疑。
伽利略曾经亲眼目睹大小不同的冰雹，同时一起掉落到地。根据常识判断，它们似乎是从同一高度一起下坠的，但是按照亚里士多德的学说，较大的冰雹应该先落到地面上，小冰雹在接着掉来，伽利略观察到的并非如此。
他做了许多实验，发觉亚里士多德的学说是错误的，他决心指出这项错误。传说有一天，他邀请有关的教授到比塞塔前，拿出一个一百磅的重体，和一个一磅的重体。
伽利略问所有的教授们：
「假如这两个重体同时自塔顶自由落下，结果如何？」
教授们议论纷纷，谁也没有做过这样的实验，没有人敢预料结果如何。
以往，他们按亚里斯多德的学说照本宣科，从来没有怀疑过。现在，居然有一位二十五岁的青年，提出了要求证据的疑问。结果呢？要是两个重体以非常悬殊的速度坠落地面，教授们可以松一口气，证明亚里士多德的学说是正确的，伽利略将被冠上「说谎者」、「搅局者」的罪名。要是两个重体同时坠落地面？又将如何解释呢？是扬弃奉行多年的亚里士多德学说，接受伽利略实验所证明的事实，还是对伽利略的实验视若无睹？
比萨塔的倾斜度可以使坠体不受阻碍，伽利略塔顶大喊：
「看清楚了没有？下来了！」
两个重体砰然而下，小的重体始终和大的重体并行，而且同时落地。这两个重体的砰然一声，并不表示亚里士多德的学说已经崩溃。因为这一群教授在不想相信一件真实事物的时候，根本不去看一看、摸一摸，无论如何也不愿意承认亚里士多德的学说是错误的。更荒谬的是他们反而怀疑伽利略为了证实速度相同，而在重体内隐藏了「魔术」。
牛顿与苹果的故事
版本一：少年时代的牛顿发现苹果落地。牛顿，1642年12月25日生于英国林肯郡伍尔索普村的一个农民家庭。12岁他在格兰撒姆的公立学校读书时，就表现了对实验和机械发明的浓厚兴趣，自己动手制作了水钟、风磨和日晷等。苹果落地引起他的注意是偶然的。一个炎热的中午，小牛顿在他母亲的农场里休息，正在这时，一个熟透了的苹果落下来，这个苹果不偏不倚，正好打在牛顿头上。牛顿想：苹果为什么不向上跑而向下落呢？他问他的妈妈，他妈妈也不能解释。大凡科学家都保留一颗童心，牛顿更不例外，当他长大成了物理学家后，他联想到了少年的“苹果落地”故事，可能是地球某种力量吸引了苹果掉下来。于是，牛顿发现了万有引力。
版本二，青年时期的牛顿发现苹果落地。中世纪的1347-1345年间，欧洲爆发的“黑死病”夺取了近四分之一的欧洲人口，300年后，黑死病卷土重来，欧洲紧急疏散城市人口。正在剑桥大学三一学院读书的牛顿回到了他出生的家乡林肯郡的小村庄。为了排遣心中的苦闷，他经常到他父亲的庄园里读书和散步，有一天，一颗苹果从他经常散步的苹果树上落下来，引起了他的思考，苹果为什么会落地呢？他怎么不朝天上去呢？很定是有什么力在牵引着它。在苹果落地的启发下，他发现了万有引力。这大约是1666年的事情。
版本三，老年时期的牛顿发现苹果落地。目前流传较广的是经过大名鼎鼎的格林和伏尔泰之口说过的苹果落地故事，在读者心目中产生很大的影响，并广为流传。格林是在牛顿去世那一年在《哲学原理》一书中谈到苹果落地的故事的，他说：“有一天，牛顿在花园中思考问题，突然有一个苹果从树上落下，使得牛顿想到万有引力定律。”可是格林却是从福克斯那儿听到牛顿苹果落地的故事。法国的伏尔泰也是从牛顿的外甥女凯瑟琳·巴沃那儿听来的。在伏尔泰所著的《哲学通信》中，对苹果落地的故事这样写道：“牛顿回到剑桥大学附近的故居。有一天，他在花园中散步，看到一个苹果从苹果树上落下，这样使得牛顿想到许多科学家所研究而未获突破的重力起源问题。”这时的牛顿已经到了老年了。
挪威跳伞者高峰自由落体生还
挪威一名跳伞爱好者4日说，他在一座海拔1600米山峰上练习跳伞时，未能在着陆前及时打开降落伞。幸运的是，他被树枝挡住生还，仅一条腿骨折。英国独立电视台播出了头盔摄像头当时拍下的视频。
自由落体
这名男子名为汉斯·朗厄，现年44岁，是一名极限跳伞爱好者，经验丰富。
朗厄4日通过电话告诉美联社驻挪威首都奥斯陆记者，事故发生在今年8月23日，地点位于海拔约1600米的挪威博约埃克峰。
朗厄在特制**跳伞服上安装一个摄像头，用于拍摄跳伞过程。在英国独立电视台播放的视频中，朗厄在灿烂阳光沐浴下，从峰顶沿山脊俯冲，几乎为自由落体下落。大约30秒后，当他看到山下的湖泊时，试图拉开降落伞。
回忆当时情景，朗厄说，他以接近180公里时速沿山坡飞下。但由于他当时过于接近一堆岩石，而没有足够时间打开降落伞。
而他打开降落伞，试图飞离岩石时，身体已经重重地撞在岩石上。在试图解开降落伞绳索脱身过程中，朗厄多次与岩石发生碰撞，发出痛苦的喊叫声。
树枝救命
与岩石碰撞大约半分钟后，朗厄被山坡上一棵树的树枝挂住，保住性命。
劫后余生，朗厄没忘对着摄像头说：“好险。不过，我仍然活着。”
他当时位于预定着陆地点上方大约100米处。
大约45分钟后，挪威空中救援机构一架直升机赶到，把他救走。朗厄一条腿骨折，身上有几处擦伤和撞伤。
不弃追求
这次遇险没有减弱朗厄对极限跳伞的热情。
“我从未把它看作最后一跳，”他说，“身体在空中伸展，沿山坡飘浮，感觉头发在你脖子后面，你能完全控制自己。这种感觉很美好，是我一直追求的感觉，我将一直这么跳下去。”
极限跳伞以楼房、桥梁、缆索、山顶等固定物体作为起跳地点。跳伞者直到接近着陆点时才打开降落伞，以体验自由落体的快感。
谈及今后打算，朗厄说：“我发现我还能跳，我会制订更好的计划。”
英国《每日电讯报》说，从1981年至今，已有123人因极限跳伞丧生。
惯性故事—萨尔维阿蒂大船
经典物理学是从否定亚里士多德的时空观开始的。当时曾有过一场激烈的争论。赞成哥白尼学说的人主张地球在运动，维护亚里土多德----托勒密体系的人则主张地静说。地静派有一条反对地动说的强硬理由：如果地球是在高速地运动，为什么在地面上的人一点也感觉不出来呢？这的确是不能回避的一个问题。
1632年，伽利略出版了他的名著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。书中那位地动派的“萨尔维蒂”对上述问题给了一个彻底的回答。他说：“把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里，让你们带着几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫，舱内放一只大水碗，其中有几条鱼。然后，挂上一个水瓶，让水一滴一滴地滴到下面的一个宽口罐里。船停着不动时，你留神观察，小虫都以等速向舱内各方向飞行，鱼向各个方向随便游动，水滴滴进下面的罐中，你把任何东西
扔给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向不必比另一方向用更多的力。你双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相等。当你仔细地观察这些事情之后，再使船以任何速度前进，只要运动是匀速，也不忽左忽右地摆动，你将发现。所有上述现象丝毫没有变化。你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着不动。即使船运动得相当快，在跳跃时，你将和以前一样，在船底板上跳过相同的距离，你跳向船尾也不会比跳向船头来得远。虽然你跳到空中时，脚下的船底板向着你跳的相反方向移动。你把不论什么东西扔给你的同伴时，不论他是在船头还是在船尾，只要你自己站在对面，你也并不需要用更多的力。水滴将象先前一样，滴进下面的罐子，一滴也不会滴向船尾。虽然水滴在空中时，船已行驶了许多柞。鱼在水中游向水碗前部所用的力并不比游向水碗后部来得大；它们一样悠闲地游向放在水碗边缘任何地方的食饵。最后，蝴蝶和苍蝇继续随便地到处飞行。它们也决不会向船尾集中，并不因为它们可能长时间留在空中，脱离开了船的运动，为赶上船的运动而显出累的样子。”
萨尔维阿蒂的大船道出了一条极为重要的真理，即：从船中发生的任何一种现象，你是无法判断船究竟是在运动还是在停着不动。现在称这个论断为伽利略相对性原理。
用现代的语言来说，萨尔维阿蒂的大船就是一种所谓惯性参考系。就是说，以不同的匀速运动着而又不忽左忽右摆动的船都是惯性参考系。在一个惯性系中能看到的种种现象，在另一个惯性参考系中必定也能无任何差别地看到。亦即，所有惯性参考系都是平权的、等价的。我们不可能判断哪个惯性参考系是处于绝对静止状态，哪一个又是绝对运动的。
伽利略相对性原理不仅从根本上否定了地静派对地动说的非难，而且也否定了绝对空间观念(至少在惯性运动范围内)。所以，在从经典力学到相对论的过渡中，许多经典力学的观念都要加以改变，唯独伽利略相对性原理却不仅不需要加以任何修正，而且成了狭义相对论的两条基本原理之一。
1.核电的基本知识
世界上一切物质都是由原子构成的，原子又是由原子核和它周围的电子构成的。
轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能放出能量，分别称为核聚变能和核裂变能，简称核能。这里提到的核能是指核裂变能。
前面提到核电厂的燃料是铀。铀是一种重金属元素，天然铀由三种同位素组成：铀-235 含量0.71%铀-238 含量99.28%铀-234 含量0.0058%（铀-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。）
当一个中子轰击铀-235原子核时，这个原子核能分裂成两个较轻的原子核，同时产生2到3个中子和射线，并放出能量。如果新产生的中子又打中另一个铀-235原子核，能引起新的裂变。
在链式反应中，能量会源源不断地释放出来。铀-235裂变放出多少能量呢？请记住一个数字，即1千克铀-235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。
反应堆是核电站的关键设计，链式裂变反应就在其中进行。反应堆种类很多，核电站中使用最多的是压水堆。
压水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指头大的烧结二氧化铀芯块，装到锆合金管中，将三百多根装有芯块的锆合金管组装在一起，成为燃料组件。
大多数组件中都有一束控制棒，控制着链式反应的强度和反应的开始与终止。压水堆以水作为冷却剂在主泵的推动下流过燃料组件，吸收了核裂变产生的热能以后流出反应堆，进入蒸汽发生器， 在那里把热量传给二次侧的水，使它们变成蒸汽送去发电， 而主冷却剂本身的温度就降低了。
从蒸汽发生器出来的主 冷却剂再由主泵送回反应堆去加热。冷却剂的这一循环通道称为一回路，一回路高压由稳压器来维持和调节。
火力发电站利用煤和石油发电，水力发电站利用水力发电，而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站核电站大体可分为两部分：一部分是利用核能生产蒸 汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统；另一部分是利用蒸汽发电的常规岛，包括汽轮发电机系统。核电站用的燃料是铀。
铀是一种很重的金属。用铀制成的核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。
这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。在发达国家，核电已有几十年的发展历史，核电已成为一 种成熟的能源。
中国的核工业已也已有40多年发展历史，建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整 的核燃料循环体系，已建成多种类型的核反应堆并有多年 的安全管理和运行经验，拥有一支专业齐全、技术过硬的队伍。核电站的建设和运行是一项复杂的技术。
中国已经能够设计、建造和运行自己的核电站。秦山核电站就是由中国自己研究设计建造的。
日本的核电站数量是55座，核电比例为30%，计划到 2030年将核电比例提高到41%。印度有20座。
俄罗斯有31座，欧盟有16国拥有核电站，核电站总数158个。法国59座，英国在30座以上，美国最多，达104座。
就发电比例而言，目前全世界400多座核电站，年发电量占全世界总发电量的17%，其中，法国核电装机占总装机的78%，日本核电装机占总装机的36%，美国核电装机占总装机的20%，韩国核电装机占总装机的42%，而在中国大陆仅占1.6%。中国已超越美国，成为世界第一碳排放大国。
根据原本的数值全世界本因建设1000座核电站全世界40%靠核能.2500座核电就能满足目前全世界的用电。但是反核人士的运动下，只有区区16%的发电能力，如果中国建设一百多座也许能补上4%，中国有六百多座核电站的话，就在没有什么能源困扰。
前美国国家航空航天局科学家汉森（Hansen）作为合著者参与了一项研究。该研究估计1971年到2009年间，核能的使用很可能避免了至少184万人死于世界范围内化石燃料燃烧带来的恶劣影响。
他们表示，“没有缺点的能源系统是不存在的。我们希望在制订能源系统政策时，能基于事实，而不带有感 *** 彩和偏见，因为这些不适用于二十一世纪的核能技术。”
核能的发展，对医疗、环保、军事、航母、机器人动力、核动力卫星、航天核动力飞机、航空空间站电源至关重要。随着航天、航空、深海机器人等领域用核电池的成熟，核电池和太阳能电池必将在汽车这一能源大户中得到应用。
光子传送技术，如今各个强国，正在把这变成现实，人们幻想着，用激光在地球和月亮之间，搭建一座彩虹桥，开采月球的矿产和能源。国际能源署断言，如果未来几十年核电份额大幅下降，那么要达到控制温室气体浓度在450ppm的目标，将需要对新兴的低碳技术进行战略性的部署，而这些技术还需要验证。
目前的核电大国也意识到，没有核电的参与，要达到减排目标是一件难度巨大、代价高昂的事情。基于共同的目标，我们近期的能源供应需要侧重现有核能和能量稳定的地热能。
约在100年前，科学家发现某些物质能放出三种射线：α（阿尔法）射线、β（贝塔）射线，γ（伽玛）射线。以后的研究证明：α射线是α粒子（氦原子核）流，β射线 是β粒子（电子）流，γ（伽玛）射线是光子流。
这些射线的共同特点是：1、。
2.核电站有哪些安全措施
核燃料“燃烧”时，会产生大量的放射性物质。
为防止放 射性物质外逸，在建造核电站时通常会设置四道屏障，包括 燃料芯块、密封的燃料包壳、坚固的压力容器和密闭的回路 系统，以及能承受内压的安全壳。在核电站的控制方面也有 多重保护，如在出现可能危及设备和人身安全的情况时，可 进行正常停堆；未能正常停堆时，控制棒能自动落入堆内， 实行自动紧急停堆；如控制棒未能插人，高浓度硼酸溶液会 自动喷人堆内，实现自动紧急停堆。
在核电站的设计中安全始终是第一位考虑的因素，设 计者会考虑当地可能出现的地震、海啸、热带风暴、洪水等 自然灾害，即使发生了较严重的自然灾害，反应堆也应能安 全停闭，发生爆炸的可能性非常低。因此，通常情况下核电 站的安全是有保障的。
3.核电站常识
核电站 将原子核裂变释放的核能转变为电能的系统和设备，通常称为核电站也称原子能发电站。
核燃料裂变过程释放出来的能量，经过反应堆内循环的冷却剂，把能量带出并传输到锅炉产生蒸汽用以驱动涡轮机并带动发电机发电。核电站是一种高能量、少耗料的电站。
以一座发电量为100万千瓦的电站为例，如果烧煤，每天需耗煤 7000~8000吨左右，一年要消耗200多万吨。若改用核电站，每年只消耗1.5吨裂变铀或钚，一次换料可以满功率连续运行一年。
可以大大减少电站燃料的运输和储存问题。此外，核燃料在反应堆内燃烧过程中，同时还能产生出新的核燃料。
核电站基建投资高，但燃料费用较低，发电成本也较低，并可减少污染。截至1986年底，世界上已有28个国家和地区建成了397座核电站。
据国际原子能机构的统计预计到21世纪初将有58个国家和地区建造核电站，电站总数将达到1000座，装机容量将达到8亿千瓦，核发电量将占总发电量的35%。由此可见，在今后相当长一段时期内，核电将成为电力工业的主要能源。
核能 （一）教学目的 1.常识性了解核能和释放核能的两条途径——裂变和聚变。 2.进行物理学研究方法的启蒙教育。
3.介绍我国科学家的成就，进行爱国主义教育。 （二）教具 铀核裂变、链式反应以及原子弹、氢弹爆炸后产生的蘑菇云挂图，我国试爆第一颗原子弹、氢弹的录像资料及播放设备。
（三）教学过程 1.引入新课 教师：科学家们在天然放射性现象的研究中，发现了极其微小的原子核内部还有结构，原子核也是可以变化的。为了研究原子核内部的结构，物理学家们尝试用粒子去"轰击"原子核，最初是用α粒子去轰击，后来又用质子、中子去轰击，发现都能引起原子核的变化——核反应，而且发现在某些核反应过程中能释放出大量能量。
由于原子核的变化而释放的巨大能量，我们把它叫做核能。 2.进行新课 板书：〈第三节核能〉 （1）什么叫核能？ 板书：〈由于原子核的变化而释放的巨大能量叫做核能，也叫原子能。
〉 （2）释放核能的两条途径 教师：经过科学家们的大量实验研究和理论分析，发现释放核能可以有重核的裂变和轻核的聚变两条途径。 ①重核的裂变 教师结合课本图14-6或挂图讲解：科学家们发现，用中子去轰击质量数为235的铀，铀核会分裂成大小相差不大的两部分，这种现象叫做裂变。
裂变后的产物以很大的速度向相反方向飞开，与周围的物体分子碰撞，使分子动能增加，核能转化成周围物体的内能。实验表明，裂变时释放的核能十分巨大，1千克铀-235中的铀核如果全部发生裂变，释放出的核能相当于2500吨标准煤完全燃烧时放出的能量，是同样质量煤燃料时放出能量的2.5*106倍。
从图中看到，铀-235只有在中子的轰击下才能发生裂变，放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子，才能维持铀核的不断裂变呢？科学家们从实验中发现，（指着链式反应的挂图讲解）铀-235核在受到中子的轰击后，裂变成2个差不多大小的新粒子的同时，还释放出2~3个新中子，这2~3个中子又去轰击其它铀235核，引起2~3个新铀核裂变，又各放出2~3个中子，这些中子又去轰击更多的轴核发生裂变……随着一个轴核裂变的发生，会引起越来越多的铀核发生裂变。这样，裂变就不断地自行持续下去，这种现象叫做链式反应。
如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会引起大量的铀核发生裂变，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈的爆炸。原子弹就是根据这个原理制成的。
（指着原子弹爆炸后升起的蘑菇云挂图）这就是原子弹爆炸时释放的巨大核能产生的高温高压气体向外扩散时所升起的蘑菇状烟云，其上升的高度可达几百米，其破坏力和杀伤力都是十分巨大的。 但是如果我们能够控制裂变式反应的速度，使核能缓慢地、平稳地释放出来，就能够代替化石燃料，进行和平利用。
能够缓慢地、平稳地释放裂变产生的核裂变的装置叫做核反应堆。人们已经成功地生产出各种规格的核反应维，它是核潜艇、核动力破冰船、核电站等设施的核心部件。
②轻核的聚变 教师结合课本图14-9讲解（教师可边讲边在黑板上画此图）： 科学家们在对核反应的研究中还发现，两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做聚变。 由于聚变必须在极高的温度和压强下进行，所以也叫热核反应。
例如把一个氘核（质量数为2的氢核）和一个氚核（质量数为3的氢核）在高温、高压的环境下结合成一个氦核时，就会释放出核能。氢弹就是利用这个原理制成的。
氢弹的威力比原子弹要大得多，（指着氢弹爆炸后升起的蘑菇云挂图说）这是氢弹爆炸后升起的蘑菇云，比原子弹的威力要大几十倍。我们最熟悉的太阳内部就在不断地进行着大规模的核聚变反应，由此释放出的巨大核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的人类自古以来，每天都享用着这种聚变释放出的核能。
我国物理学家在核物理的研究方面也取得了重大成就。早在40年代，物理学家钱三强和何泽慧在法国学习和工作期间与法国两个研究生一起，第一次发现了铀核裂变的三分裂和四分裂现象。
解放后从1960年开始，王淦。
4.关于核电站的知识（在线等）可交流
A：核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置。
----错了。目前核反应堆的核反应是受控的裂变反应，而受控核聚变尚在试验阶段。
B：在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变。----错了。
是“可控制的核裂变”。 C：核电站是使核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能的装置。
----正确。 D：当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式。
----基本错误。“当原子核内部发生变化----两个轻核聚变成一个重核或一个重核裂变成两个轻核时，会释放出巨大的能量”。
不过，当前还没有受控的聚变反应堆。
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