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)目標知識與技能1、知道行星繞太陽運動的原因，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動的向心力來源3、知道太陽與行星間引力的方向和表達式，知道牛頓定律在推導(dǎo)太陽與行星間引力時的作用過程與方法領(lǐng)會將不易測量的物理量轉(zhuǎn)化為易測量物理量的方法情感、態(tài)度與價值觀教學(xué)重點1、知道行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力來源2、知道太陽與行星間引力的方向和表達式，知道牛頓定律在推導(dǎo)太陽與行星間引力時的作用教學(xué)難點知道太陽與行星間引力的方向和表達式，知道牛頓定律在推導(dǎo)太陽與行星間引力時的作用2精選課件復(fù)習(xí)開普勒行星運動定律第一定律：所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(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動呢？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，這種趨勢導(dǎo)致物體做圓周運動。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，使得行星繞太陽運動。5、胡克、哈雷等:受到了太陽對它的引力，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世紀以前：行星的運動是完美而圣神的勻速圓周運動?！矡o需動因〕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)生了深遠的影響。同時，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)史上具有劃時代的意義。笛卡兒堪稱17世紀的歐洲哲學(xué)界和科學(xué)界最有影響的巨匠之一，被譽為"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;并從理論和實踐兩方面參與了對光的本質(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知識體系中最重要的局部。笛卡兒堅信光是"即時"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。他還對人眼進行光學(xué)分析，解釋了視力失常的原因是晶狀體變形，設(shè)計了矯正視力的透鏡。在力學(xué)方面，他提出了宇宙間運動量總和是常數(shù)的觀點，創(chuàng)造了運動量守恒定律，為能量守恒定律奠定了根底。他還指出，一個物體假設(shè)不受外力作用，將沿直線勻速運動。他開展了宇宙演化論，創(chuàng)立了漩渦說。他認為太陽的周圍有巨大的漩渦，帶動著行星不斷運轉(zhuǎn)。物質(zhì)的質(zhì)點處于統(tǒng)一的漩渦之中，在運動中分化出土、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世紀，是17世紀中最有權(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。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。在機械制造方面，他設(shè)計制造了真空泵，顯微鏡和望遠鏡，并將自己用顯微鏡觀察所得寫成?顯微術(shù)?一書，細胞一詞即由他命名。除去科學(xué)技術(shù)，胡克還在城市設(shè)計和建筑方面有著重要的奉獻。胡克也因其興趣廣泛，奉獻重要而被某些科學(xué)史家稱為“倫敦的萊奧納多〔達芬奇〕〞。1703年3月3日胡克逝世于倫敦，終年68歲。胡克對萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)起了重要作用。1679年他寫信給牛頓，信中認為天體的運動是由于有中心引力拉住的結(jié)果，而且認為引力與距離平方應(yīng)成反比。按照這個想法，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。牛頓對此沒有復(fù)信，但接受了胡克的觀點，以后在J.開普勒關(guān)于行星運動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)會時，胡克希望牛頓在序言中能對他的勞動成果"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)計和創(chuàng)造的科學(xué)儀器在當時是無與倫比的。他本人被譽為英國的"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就是他對一顆彗星的準確預(yù)言。哈雷在整理彗星觀測記錄的過程中，發(fā)現(xiàn)1682年出現(xiàn)的一顆彗星的軌道根數(shù)，與1607年開普勒觀測的和1531年阿皮延觀測的彗星軌道根數(shù)相近，出現(xiàn)的時間間隔都是75或76年。哈雷的計算，預(yù)測這顆彗星將于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，這又是一個重大發(fā)現(xiàn)。哈雷還提出利用金星凌日的時機，去測定日、地距離，為當時精確測定地球與太陽的距離提供了很好的方法。他還發(fā)現(xiàn)了月亮運動的長期加速現(xiàn)象，為精密研究地、月系的運動作了重要奉獻。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、牛頓運動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)會會長，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，對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此后三個世紀里物理世界的科學(xué)觀點，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動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動都遵循著相同的自然定律；為太陽中心說提供了強有力的理論支持，并推動了科學(xué)革命。在力學(xué)上，牛頓說明了動量和角動量守恒的原理，提出牛頓運動定律。在光學(xué)上，他創(chuàng)造了反射望遠鏡，并基于對三棱鏡將白光發(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。他也證明了廣義二項式定理，提出了“牛頓法〞以趨近函數(shù)的零點，并為冪級數(shù)的研究做出了奉獻。在經(jīng)濟學(xué)上，牛頓提出金本位制度。9精選課件一、太陽對行星的引力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動的向心力由太陽對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、太陽對行星的引力即追尋牛頓的足跡

太陽對不同行星的引力，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、行星對太陽的引力

根據(jù)牛頓第三定律，行星對太陽引力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、太陽對行星的引力：太陽對不同行星的引力，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、行星對太陽的引力：與太陽的質(zhì)量M