高一物理必修二6.2太陽與行星間引力(課件)

1、32akT開普勒三定律開普勒三定律開普勒第一定律開普勒第一定律軌道定律軌道定律所有行星都分別在大小不同的橢圓所有行星都分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運(yùn)動(dòng)，太陽是在這軌道上圍繞太陽運(yùn)動(dòng)，太陽是在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上;開普勒第二定律開普勒第二定律面積定律面積定律對每個(gè)行星來說，太陽和行星的連對每個(gè)行星來說，太陽和行星的連線在相等的時(shí)間掃過相等的面積線在相等的時(shí)間掃過相等的面積;開普勒第三定律開普勒第三定律周期定律周期定律所有行星的軌道的半長軸的三次方所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等.太陽太陽行星行星bva2 2太陽與行

2、星間的引力太陽與行星間的引力第六章第六章 萬有引力與航天萬有引力與航天導(dǎo)入明標(biāo)導(dǎo)入明標(biāo) 開普勒在開普勒在1609和和1619年發(fā)表了行星運(yùn)年發(fā)表了行星運(yùn)動(dòng)的三個(gè)定律，解決了描述行星運(yùn)動(dòng)的動(dòng)的三個(gè)定律，解決了描述行星運(yùn)動(dòng)的問題，但好奇的人們，面向天穹，深情問題，但好奇的人們，面向天穹，深情地叩問：是什么力量支配著行星繞著太地叩問：是什么力量支配著行星繞著太陽做如此和諧而有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)呢？今天陽做如此和諧而有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)呢？今天我們循著牛頓的足跡再現(xiàn)太陽與行星之我們循著牛頓的足跡再現(xiàn)太陽與行星之間引力的關(guān)系式導(dǎo)出過程。間引力的關(guān)系式導(dǎo)出過程。伽利略伽利略在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使

3、得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。開普勒開普勒笛卡爾笛卡爾胡克胡克牛頓牛頓 (16431727)(16431727)英國著名的物理學(xué)家英國著名的物理學(xué)家 當(dāng)年牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，也經(jīng)過類似同學(xué)這樣的思考，并憑借其超凡的數(shù)學(xué)能力和堅(jiān)定的信念，深入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。牛頓在1676年給友人的信中寫道： 如果說我看的比別人更遠(yuǎn)，如果說我看的比別人更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀Ｄ鞘且驗(yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏?。行?星星軌道半長軸軌道半長軸a(10a(106 6km)km)軌道半短軸軌道半短軸b(10b(106 6km)km)水星水星57.957.956.756.7金星金星108.2108.2108.11

4、08.1地球地球149.6149.6149.5149.5火星火星227.9 227.9 226.9226.9木星木星778.3778.3777.4777.4土星土星1427.01427.01424.81424.8天王天王星星2882.32882.32879.12879.1海王海王星星4523.94523.94523.84523.8八大行星軌道數(shù)據(jù)表d d太陽太陽=1.39=1.3910106 6 kmkm行星直徑行星直徑 d (10 (106 6km)km)0.00480.00480.0120.0120.0130.0130.00680.00680.1430.1430.120.120.00510

5、.00510.00490.0049太陽太陽行星行星r太陽太陽行星行星a簡簡化化F太陽太陽行星行星科科學(xué)學(xué)探探究究2mvFr行星運(yùn)行速度行星運(yùn)行速度v不不容容易觀測，怎么辦？易觀測，怎么辦？32rkT224mrFT消去消去T2mFr224kmFr討論討論科科學(xué)學(xué)探探究究2mFr關(guān)系式中關(guān)系式中m m是受是受力天體還是施力力天體還是施力天體的質(zhì)量？天體的質(zhì)量？探究探究1: 太陽對行星的引力太陽對行星的引力F請用中文描述這個(gè)關(guān)系式！太陽對行星的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.F行星行星太陽太陽F既然太陽對行星有引力，那么行星對太陽有引力？它有怎么樣定量的關(guān)系？科科學(xué)學(xué)探探

6、究究2mFr探究探究2: 行星對太陽的引力行星對太陽的引力FF行星行星太陽太陽F類比法類比法牛牛 三三2MFr行星對太陽的引力F跟太陽的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.太陽對行星的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.科科學(xué)學(xué)探探究究2mFr探究探究3: 太陽與行星間的引力太陽與行星間的引力類比法類比法牛牛 三三2MFrF 和和F 是一對作用力是一對作用力和反作用力，那么可和反作用力，那么可以得出以得出F大小跟太陽質(zhì)大小跟太陽質(zhì)量量M、行星質(zhì)量、行星質(zhì)量m的關(guān)的關(guān)系式有什么關(guān)系？系式有什么關(guān)系？牛三牛三2MmFr2MmF=GrG為比例系數(shù)，為比例系數(shù)，與太陽、

7、行星與太陽、行星無關(guān)。無關(guān)。方向：方向：沿著太陽與行星間的連線連線 。今天我們學(xué)到了什么今天我們學(xué)到了什么?古人古人觀點(diǎn)觀點(diǎn)牛頓牛頓思考思考理論理論演算演算總結(jié)總結(jié)規(guī)律規(guī)律建模建模2rMmGF 2rmF 2rMF 理想化理想化類比類比 1、下列關(guān)于行星對太陽的引力的說法中正確的是（ ） A.行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質(zhì)的力 B.行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量成正比，與行星的質(zhì)量無關(guān) C.太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力 D.行星對太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星距太陽的距離成反比 A2、兩個(gè)行星的質(zhì)量分別為m1和m2，繞太陽運(yùn)行的軌道半徑分別是r1和r2，若它們只受太陽引力的作用，那么這兩個(gè)行星的向心加速度之比為（ ）A1 B. C. D.1 12 2m rm r1 22 1m rm r2221rr D3下面關(guān)于行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的說法中正確的是（ ） A.離太陽越近的行星周期越大 B.離太陽越遠(yuǎn)的行星