人教版必修二第六章万有引力与航天 6.2 太阳与行星间的引力(19张PPT)精要.ppt

开普勒三定律 知识回顾 开普勒第一定律——轨道定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 开普勒第二定律——面积定律 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积; 开普勒第三定律——周期定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等. 为什么行星绕太阳如此和谐而又有规律地作椭圆运动？ 问题探究 “太阳坐在它的皇位上，管理着围绕它的一切星球”——哥白尼 2、 太阳与行星间的引力 第六章 万有引力与航天 3、 万有引力定律 行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用 ，与距离成反比。 行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。 在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。 一切物体都有合并的趋势。 万有引力的发展史 科学足迹 牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家 当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似这样的思考，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，深入研究，最终发现了万有引力定律。 牛顿在1676年给友人的信中写道： 如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。 两大类动力学问题： 1.已知力求运动； 2.已知运动求力。 属于已知运动求力的情况． 问题l:探究太阳与行星间的相互作用属于那类问题? 问题2．行星绕太阳运动的轨道是怎样的? 由开普勒第一定律可知：行星绕太阳运动轨道是椭圆.  行 星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴 b(106km) 水星 57.9 56.7 金星 108.2 108.1 地球 149.6 149.5 火星 227.9 226.9 木星 778.3 777.4 土星 1427.0 1424.8 天王星 2882.3 2879.1 海王星 4523.9 4523.8 问题3．若要解决椭圆轨道的运动，根据现在的知识水平，可作如何简化? 八大行星轨道数据表 二、深入探究、总结规律 太阳对行星的引力 1、行星绕太阳作匀速圆周运动，写出行星需要的向 心力表达式，并说明式中符号的物理意义。 2、行星运动的线速度v与周期T的关系式如何？为何 要消去v？写出要消去v后的向心力表达式。 3、如何应用开普勒第三定律消去周期T？为何要消 去周期T？ 4、写出引力F与距离r的比例式，说明比例式的意义。 请同学们先阅读教材P37页“太阳对行星的引力”内容，然后在练习本上结合下列提纲独立推导，想不起来了再参考教材。 建立模型 简化 行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那么，什么力来提供向心力呢？ 太阳对行星的引力提供向心力，那么这个力的大小跟哪些因素有关呢？ F 若已知某行星做匀速圆周运动的轨道半径为r，线速度为v，质量为m。 问题1：行星绕太阳做匀速圆周运动所需要的向心力的表达式是怎样的？ 问题探究 ： 问题2：天文观测难以直接得到行星运动的线速度v，但可得到行星的公转周期T，线速度v与公转周期T的关系是怎样的？写出用公转周期T表示的向心力的表达式。 　 　 问题3：不同行星的公转周期是不同的，引力跟太阳与行星间的距离关系的表达式中不应出现周期T， 如何消去周期T? 开普勒第三定律： 科学探究 关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？ 行星运行速度v不容易观测？怎么办？ 行星绕太阳公转周期T容易观测到； 开普勒第三定律 科学探究 探究1: 太阳对行星的引力 F 既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有无引力？它有怎样的定量关系？ 结论一：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，与行星、太阳之间的距离的二次方成反比. 探究2: 行星对太阳的引力 F′ 结论二：行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比，与行星、太阳之间的距离的二次方成反比. 科学探究 G为比例系数，与太阳、行星无关。 方向：沿着太阳与行星间的连线 。 结论三: 太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比 探究3: 太阳与行星间的引力 F 例题1、两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动，它们的质量之比m1：m2=p，轨道半径之比r1：r2=q，求它们受到太阳的引力之比F1：F2 式中G为比例系数，M为太阳质量。 解：根据行星与太阳间的引力表达式： 则两行星受到的引力分别为 2地球表面的重力能否延伸到很远的地方，会不会作用到月球上？ 1地球和月球之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢？ 3拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果使它下落的力，以及众行星与太阳之间的作用力也许真的是同一种力，遵循