【課件】天地力的綜合：萬有引力定律課件-2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期物理魯科版(2019)必修第二冊

萬有引力定律Newton’sLawof

UniversalGravitation_____________________________________________代表人物：托勒密一、人們對行星運動規(guī)律的認(rèn)識過程1、地心說觀點：地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運動。時間：公元２世紀(jì)代表人物：哥白尼2、日心說觀點：太陽才是宇宙的中心，太陽是靜止不動的，地球和其他行星都在圍繞太陽做勻速圓周運動。例證：1609年，伽利略發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，他發(fā)現(xiàn)了圍繞木星轉(zhuǎn)動的衛(wèi)星，進(jìn)一步表明地球不是所有天體運動的中心。(1)天才觀測家：

第谷·布拉赫3、對天體運動的進(jìn)一步研究(2)真理超出期望:

開普勒二、開普勒三定律1、開普勒第一定律（軌道定律）所有的行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。橢圓：平面內(nèi)與兩個定點F1、F2的距離之和等于常數(shù)（大于|F1F2|）的點的軌跡叫做橢圓，這兩個定點叫做橢圓的焦點，兩焦點間的距離叫做焦距。半長軸：|OA1|=|OA2|

半短軸：|OB1|=|OB2|焦點：F1、F2

焦距：|F1F2|1、開普勒第一定律F1

F22、開普勒第二定律（面積定律）任何一個行星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。你能分析近日點與遠(yuǎn)日點速率大小關(guān)系嗎？2、開普勒第二定律近日點速率最大，遠(yuǎn)日點速率最小太陽行星FaOa：半長軸T：公轉(zhuǎn)周期3、開普勒第三定律（周期定律）行星繞太陽運行軌道半長軸的立方與其公轉(zhuǎn)周期的平方成正比。行星半長軸a(×106km)公轉(zhuǎn)周期T(天)a3T2k水星5787.973.34金星1082253.35地球1493653.35火星2286873.35木星77843333.35土星1426107593.34天王星2869306863.35海王星4495601883.343、開普勒第三定律比值k是由中心天體所決定的。衛(wèi)星半長軸a(×106km)公轉(zhuǎn)周期T(天)a3T2k同步衛(wèi)星0.04241

月球0.384427.333、開普勒第三定律0.00007620.0000762注意：

1.開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過是中心天體不同，比值k不同。3、開普勒第三定律注意：２.定律是總結(jié)行星運動的觀察結(jié)果而總結(jié)歸納出來的規(guī)律，它們每一條都是經(jīng)驗定律，都是從觀察行星運動所取得的資料中總結(jié)出來的，它為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。牛頓(1643—1727)英國著名的物理學(xué)家牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，憑借其超凡的數(shù)學(xué)能力和堅定的信念，深入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。三、太陽與行星間的引力行星軌道半長軸a(106km)軌道半短軸b(106km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5火星227.9226.9木星778.3777.4土星1427.01424.8天王星2882.32879.1海王星4523.94523.8八大行星軌道數(shù)據(jù)表（d太陽=1.39×106km）行星直徑

d(106km)0.00480.0120.0130.00680.1430.120.00510.0049建立模型太陽行星r太陽行星a化簡

1、多數(shù)行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心;

2、對某一行星來說，它繞太陽做勻速圓周運動;

3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。建立模型F太陽Ｍ行星ｍｒＶ太陽對行星的引力提供了行星做勻速圓周運動的向心力：科學(xué)探究消去v消去T探究1:太陽對行星的引力F科學(xué)探究F行星太陽F′類比法牛三行星對太陽的引力F′跟太陽的質(zhì)量M成正比，與軌道半徑r的平方成反比.太陽對行星的引力F與受力星體的質(zhì)量m成正比，與軌道半徑r的平方成反比.探究2:行星對太陽的引力F′【說明】1.m1和m2表示兩個物體的質(zhì)量，r表示他們的距離，2.G為引力常數(shù)G=6.67×10－11

N·m2/kg2由卡文迪許測出1、內(nèi)容：宇宙間的一切物體都是相互吸引的，引力的方向在它們的連線上，引力的大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。2、數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

rm1m2FF引力常數(shù)的測定——卡文迪許扭秤G=6.67×10－11

N·m2/kg2引力常量的物理意義——它在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時的相互作用力?！咀⒁狻浚?）萬有引力公式適應(yīng)于兩個質(zhì)點或者兩個均勻球體之間的相互作用（2）r—質(zhì)點間的距離（或球心距）（3）兩個物體之間的萬有引力是一對相互作用力（4）自然界的任何兩物體之間都存在萬有引力萬有引力定律：rm1m2FF【例題】如圖所示是行星m繞恒星M運動的情況示意圖，則下列說法正確的是(

)A．速度最大點是B點B．速度最小點是C點C．m從A到B做減速運動D．m從B到A做減速運動C【例題】地球的質(zhì)量大約為月球質(zhì)量的81倍。一飛行器在地球與月球之間，當(dāng)月球?qū)λ囊偷厍驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r，這個飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為

?！敬鸢浮?:1由：得：mMm0【例題】火星的半徑是地球半徑的一半