太陽與行星間的引力

§6.2太陽與行星間的引力1精選課件教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、知道行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的原因，知道太陽與行星間存在著引力作用2、知道行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來源3、知道太陽與行星間引力的方向和表達(dá)式，知道牛頓定律在推導(dǎo)太陽與行星間引力時(shí)的作用過程與方法領(lǐng)會(huì)將不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化為易測(cè)量物理量的方法情感、態(tài)度與價(jià)值觀教學(xué)重點(diǎn)1、知道行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來源2、知道太陽與行星間引力的方向和表達(dá)式，知道牛頓定律在推導(dǎo)太陽與行星間引力時(shí)的作用教學(xué)難點(diǎn)知道太陽與行星間引力的方向和表達(dá)式，知道牛頓定律在推導(dǎo)太陽與行星間引力時(shí)的作用2精選課件復(fù)習(xí)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律第一定律：所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。第二定律：對(duì)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)掃過的面積相等第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即k值與中心天體有關(guān)，而與環(huán)繞天體無關(guān)3精選課件

什么力來維持行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)呢？4精選課件科學(xué)的足跡2、伽利略：一切物體都有合并的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)導(dǎo)致物體做圓周運(yùn)動(dòng)。3、開普勒：受到了來自太陽的類似與磁力的作用。4、笛卡兒：在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)〔以太〕作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。5、胡克、哈雷等:受到了太陽對(duì)它的引力，證明了如果行星的軌道是圓形的，其所受的引力大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比，但沒法證明在橢圓軌道規(guī)律也成立。6、牛頓：如果太陽和行星間的引力與距離的二次方成反比，那么行星的軌跡是橢圓。并且闡述了普遍意義下的萬有引力定律。1、17世紀(jì)以前：行星的運(yùn)動(dòng)是完美而圣神的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。〔無需動(dòng)因〕5精選課件職業(yè):哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家主要成就:幾何坐標(biāo)體系公式化代表作品:?幾何學(xué)?、?方法論?、?形而上學(xué)的沉思?和?哲學(xué)原理?笛卡兒----近代科學(xué)的始祖。笛卡兒是歐洲近代哲學(xué)的奠基人之一，黑格爾稱他為"現(xiàn)代哲學(xué)之父"。他自成體系，熔唯物主義與唯心主義于一爐，在哲學(xué)史上產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。同時(shí)，他又是一位勇于探索的科學(xué)家，他所建立的解析幾何在數(shù)學(xué)史上具有劃時(shí)代的意義。笛卡兒堪稱17世紀(jì)的歐洲哲學(xué)界和科學(xué)界最有影響的巨匠之一，被譽(yù)為"近代科學(xué)的始祖"。從1619年讀了開普勒的光學(xué)著作后，笛卡兒就一直關(guān)注著透鏡理論;并從理論和實(shí)踐兩方面參與了對(duì)光的本質(zhì)、反射與折射率以及磨制透鏡的研究。他把光的理論視為整個(gè)知識(shí)體系中最重要的局部。笛卡兒堅(jiān)信光是"即時(shí)"傳播的，他在著作?論人?和?哲學(xué)原理?中，完整的闡發(fā)了關(guān)于光的本性的概念。他還從理論上推導(dǎo)了折射定律，與荷蘭的斯涅耳共同分享發(fā)現(xiàn)光的折射定律的榮譽(yù)。他還對(duì)人眼進(jìn)行光學(xué)分析，解釋了視力失常的原因是晶狀體變形，設(shè)計(jì)了矯正視力的透鏡。在力學(xué)方面，他提出了宇宙間運(yùn)動(dòng)量總和是常數(shù)的觀點(diǎn)，創(chuàng)造了運(yùn)動(dòng)量守恒定律，為能量守恒定律奠定了根底。他還指出，一個(gè)物體假設(shè)不受外力作用，將沿直線勻速運(yùn)動(dòng)。他開展了宇宙演化論，創(chuàng)立了漩渦說。他認(rèn)為太陽的周圍有巨大的漩渦，帶動(dòng)著行星不斷運(yùn)轉(zhuǎn)。物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)處于統(tǒng)一的漩渦之中，在運(yùn)動(dòng)中分化出土、空氣和火三種元素，土形成行星，火那么形成太陽和恒星。笛卡兒的這一太陽起源的旋渦說，比康德的星云說早一個(gè)世紀(jì)，是17世紀(jì)中最有權(quán)威的宇宙論。他還提出了刺激反響說，為生理學(xué)做出了一定的奉獻(xiàn)。6精選課件羅伯特·胡克〔Robert

Hooke，1635年7月18日－1703年3月3日〕，英國博物學(xué)家，創(chuàng)造家。在物理學(xué)研究方面，他提出了描述材料彈性的根本定律-虎克定律，且提出了萬有引力的平方反比關(guān)系。在機(jī)械制造方面，他設(shè)計(jì)制造了真空泵，顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡，并將自己用顯微鏡觀察所得寫成?顯微術(shù)?一書，細(xì)胞一詞即由他命名。除去科學(xué)技術(shù)，胡克還在城市設(shè)計(jì)和建筑方面有著重要的奉獻(xiàn)。胡克也因其興趣廣泛，奉獻(xiàn)重要而被某些科學(xué)史家稱為“倫敦的萊奧納多〔達(dá)芬奇〕〞。1703年3月3日胡克逝世于倫敦，終年68歲。胡克對(duì)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)起了重要作用。1679年他寫信給牛頓，信中認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)是由于有中心引力拉住的結(jié)果，而且認(rèn)為引力與距離平方應(yīng)成反比。按照這個(gè)想法，地球外表拋體的軌道應(yīng)該是橢圓，如果地球能穿透，物體將回到原處，而不象牛頓所說的，物體的軌跡是一條螺旋線，最終將繞到地心。牛頓對(duì)此沒有復(fù)信，但接受了胡克的觀點(diǎn)，以后在J.開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的第三定律根底上用數(shù)學(xué)方法導(dǎo)出了萬有引力定律。1686年牛頓將載有萬有引力定律的?自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理?卷一的稿件送給英國皇家學(xué)會(huì)時(shí)，胡克希望牛頓在序言中能對(duì)他的勞動(dòng)成果"提一下"，但遭到牛頓的斷然拒絕。這是后來胡克控告牛頓剽竊他的成果的來由。胡克是17世紀(jì)英國最杰出的科學(xué)家之一。他在力學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)等多方面都有重大成就。他所設(shè)計(jì)和創(chuàng)造的科學(xué)儀器在當(dāng)時(shí)是無與倫比的。他本人被譽(yù)為英國的"雙眼和雙手"。英國博物學(xué)家、創(chuàng)造家7精選課件職業(yè):天文學(xué)家主要成就:成功預(yù)言了哈雷彗星的回歸

發(fā)現(xiàn)了月球的長(zhǎng)期加速現(xiàn)象代表作品:?彗星天文學(xué)論說?哈雷最廣為人知的奉獻(xiàn)就是他對(duì)一顆彗星的準(zhǔn)確預(yù)言。哈雷在整理彗星觀測(cè)記錄的過程中，發(fā)現(xiàn)1682年出現(xiàn)的一顆彗星的軌道根數(shù)，與1607年開普勒觀測(cè)的和1531年阿皮延觀測(cè)的彗星軌道根數(shù)相近，出現(xiàn)的時(shí)間間隔都是75或76年。哈雷的計(jì)算，預(yù)測(cè)這顆彗星將于1835年和1910年回來，結(jié)果，這顆彗星都如期而至。這顆彗星就是今天幾乎人人皆知的"哈雷彗星"。彗星的神秘性隨之被打破。此外，哈雷發(fā)現(xiàn)了恒星的自行，這又是一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)。哈雷還提出利用金星凌日的時(shí)機(jī)，去測(cè)定日、地距離，為當(dāng)時(shí)精確測(cè)定地球與太陽的距離提供了很好的方法。他還發(fā)現(xiàn)了月亮運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)期加速現(xiàn)象，為精密研究地、月系的運(yùn)動(dòng)作了重要奉獻(xiàn)。8精選課件職業(yè)：物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家研究領(lǐng)域：物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)、科學(xué)等主要成就：提出萬有引力定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律與萊布尼茨共同創(chuàng)造微積分主要作品：?自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理??光學(xué)?艾薩克·牛頓〔1643年1月4日—1727年3月31日〕爵士，英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，英國著名的物理學(xué)家，百科全書式的“全才〞，著有?自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理?、?光學(xué)?。他在1687年發(fā)表的論文?自然定律?里，對(duì)萬有引力和三大運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行了描述。這些描述奠定了此后三個(gè)世紀(jì)里物理世界的科學(xué)觀點(diǎn)，并成為了現(xiàn)代工程學(xué)的根底。他通過論證開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運(yùn)動(dòng)都遵循著相同的自然定律；為太陽中心說提供了強(qiáng)有力的理論支持，并推動(dòng)了科學(xué)革命。在力學(xué)上，牛頓說明了動(dòng)量和角動(dòng)量守恒的原理，提出牛頓運(yùn)動(dòng)定律。在光學(xué)上，他創(chuàng)造了反射望遠(yuǎn)鏡，并基于對(duì)三棱鏡將白光發(fā)散成可見光譜的觀察，開展出了顏色理論。他還系統(tǒng)地表述了冷卻定律，并研究了音速。在數(shù)學(xué)上，牛頓與戈特弗里德·威廉·萊布尼茨分享了開展出微積分學(xué)的榮譽(yù)。他也證明了廣義二項(xiàng)式定理，提出了“牛頓法〞以趨近函數(shù)的零點(diǎn)，并為冪級(jí)數(shù)的研究做出了奉獻(xiàn)。在經(jīng)濟(jì)學(xué)上，牛頓提出金本位制度。9精選課件一、太陽對(duì)行星的引力1、設(shè)行星的質(zhì)量為m，速度為v，行星到太陽的距離為r，那么行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由太陽對(duì)行星的引力來提供追尋牛頓的足跡10精選課件2、天文觀測(cè)難以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公轉(zhuǎn)周期T代入追尋牛頓的足跡有11精選課件3、根據(jù)開普勒第三定律即所以代入追尋牛頓的足跡12精選課件4、太陽對(duì)行星的引力即追尋牛頓的足跡

太陽對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比。13精選課件二、行星對(duì)太陽的引力

根據(jù)牛頓第三定律，行星對(duì)太陽引力F`應(yīng)滿足追尋牛頓的足跡2′rMFμ14精選課件三、太陽與行星間的引力概括起來有G比例系數(shù)，與太陽、行星的質(zhì)量無關(guān)那么太陽與行星間的引力大小為方向：沿著太陽和行星的連線追尋牛頓的足跡15精選課件小結(jié)

1、太陽對(duì)行星的引力：太陽對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量m成正比，與太陽到行星間的距離r的二次方成反比2、行星對(duì)太陽的引力：與太陽的質(zhì)量M