太陽與行星間的引力課件

2、太陽與行星間的引力第六章萬有引力與航天開普勒三定律知識回顧開普勒第一定律——軌道定律所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開普勒第二定律——面積定律對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積;開普勒第三定律——周期定律所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等.太陽行星b=va又為什么行星繞太陽如此和諧而又有規(guī)律地做近似的圓運(yùn)動？問題探究伽利略行星的運(yùn)動是受到了來自太陽的類似于磁力的作用，與距離成反比。行星的運(yùn)動是太陽吸引的緣故，并且力的大小與到太陽距離的平方成反比。開普勒胡克一切物體都有合并的趨勢?？茖W(xué)足跡科學(xué)足跡牛頓(1643—1727)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。兩大類動力學(xué)問題：1.已知力求運(yùn)動；2.已知運(yùn)動求力。

屬于已知運(yùn)動求力的情況．問題l:探究太陽與行星間的相互作用屬于那類問題?

問題2．行星繞太陽運(yùn)動的軌道是怎樣的?由開普勒第一定律可知：行星繞太陽運(yùn)動軌道是橢圓.

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問題3．若要解決橢圓軌道的運(yùn)動，根據(jù)現(xiàn)在的知識水平，可作如何簡化?八大行星軌道數(shù)據(jù)表建立模型太陽行星r太陽行星a

簡化

行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動需要向心力，那么，什么力來提供向心力呢？

猜想太陽對行星的引力提供向心力，那么這個(gè)力的大小跟哪些因素有關(guān)呢？F若已知某行星做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑為r，線速度為v，質(zhì)量為m。

問題1：行星做勻速圓周運(yùn)動需要的向心力的表達(dá)式是怎樣的？問題探究：問題2：天文觀測難以直接得到行星運(yùn)動的線速度v，但可得到行星的公轉(zhuǎn)周期T，線速度v與公轉(zhuǎn)周期T的關(guān)系是怎樣的？寫出用公轉(zhuǎn)周期T表示的向心力的表達(dá)式。

消去v問題3：不同行星的公轉(zhuǎn)周期是不同的，引力跟太陽與行星間的距離關(guān)系的表達(dá)式中不應(yīng)出現(xiàn)周期T，如何消去周期T?開普勒第三定律：消去T科學(xué)探究消去v消去T關(guān)系式中m是受力天體還是施力天體的質(zhì)量？科學(xué)探究探究1:太陽對行星的引力FF行星太陽F′既然太陽對行星有引力，那么行星對太陽有無引力？它有怎樣的定量關(guān)系？結(jié)論一：太陽對行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，與行星、太陽之間的距離的二次方成反比.科學(xué)探究探究2:行星對太陽的引力F′類比法結(jié)論二：行星對太陽的引力跟太陽的質(zhì)量成正比，與行星、太陽之間的距離的二次方成反比.科學(xué)探究探究3:太陽與行星間的引力FF和F′是一對作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太陽質(zhì)量M、行星質(zhì)量m有什么關(guān)系？G為比例系數(shù)，與太陽、行星無關(guān)。

方向：沿著太陽與行星間的連線

。結(jié)論三:太陽與行星間引力的大小與太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量成正比，與兩者距離的二次方成反比例題1、兩顆行星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，它們的質(zhì)量之比m1：m2=p，軌道半徑之比r1：r2=q，求它們受到太陽的引力之比F1：F2例題1、兩顆行星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，它們的質(zhì)量之比m1：m2=p，軌道半徑之比r1：r2=q，求它們受到太陽的引力之比F1：F2式中G為比例系數(shù)，M為太陽質(zhì)量。解：根據(jù)行星與太陽間的引力表達(dá)式：則兩行星受到的引力分別為

例題2、火星繞太陽的運(yùn)動可看作勻速圓周運(yùn)動，火星與太陽間的引力提供火星運(yùn)動的向心力。已知火星運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽質(zhì)量M的表達(dá)式。解得太陽質(zhì)量解：設(shè)M為太陽質(zhì)量，m為火星質(zhì)量，

r為軌道半徑。由引力提供火星運(yùn)動的向心力得課堂小結(jié)今天我們學(xué)到了什么?古人觀點(diǎn)牛頓思考理論演算總結(jié)規(guī)律建模理想化類比隨堂練習(xí)2、太陽對行星的引力與行星對太陽的引力大小相等，其依據(jù)是()A、牛頓第一定B、牛頓第二定律C、牛頓第三定律D、開普勒第三定律1、行星之所以繞太陽運(yùn)動，是因?yàn)?)A、行星運(yùn)動時(shí)的慣性作用B、太陽是宇宙的控制中心，所以星體都繞太陽旋轉(zhuǎn)C、太陽對行星有約束運(yùn)動的引力作用D、行星對太陽有排斥力作用，所以不會落向太陽C

C

隨堂練習(xí)3、下面關(guān)于太陽對行星的引力說法中正確的是()A、太陽對行星的引力等于行星做勻速圓周運(yùn)動的向心力B、太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離成反比C、太陽對行星的引力規(guī)律是由實(shí)驗(yàn)得出的D、太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律推導(dǎo)出來的AD

4．如果認(rèn)為行星圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，那么下列說法中正確的是()A．行星受到太陽的引力，引力提供行星做圓周運(yùn)動的向心力

B．行星受到太陽的引力，行星運(yùn)動不需要向心力

C．行星同時(shí)受到太陽的引力和向心力

D．行星受到太陽的引力與它運(yùn)行的向心力不相等A課后拓展1.地球的實(shí)際運(yùn)動為橢圓,那么,在近日點(diǎn)A，行星所受太陽的引力比它轉(zhuǎn)