6.2–6.3太阳与行星的引力及万有引力定律.ppt

一、太阳对行星的引力 1、设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力来提供 根据开普勒第三定律 二、行星对太阳的引力 三、太阳与行星间的引力 * * 开普勒第一定律 所有行星都在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳在这些椭圆的一个焦点上; 开普勒第二定律 对每颗行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积; 开普勒第三定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等. k值只与中心天体有关，与环绕天体无关 太阳 行星 b = v a 温故知新 什么力来维持行星绕太阳的运动呢 伽利略 行星的运动是太阳磁力吸引的缘故，磁力与距离成反比。 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。 太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。 开普勒 笛卡尔 胡 克 行星的运动与地面物体的运动遵从不同的规律，行星运动是“惯性”自行维持的。 学者的猜想 牛顿 英(1643—1727) 在前人对惯性研究的基础上，认为太阳和行星之间有引力，从力和运动之间的关系出发，在开普勒发现行星运动规律的基础上，利用自己的数学才能，发现了万有引力定律 太阳对行星的引力表达式 1、建立模型 太阳 行星 a 太阳 行星 r 简化 2、天文观测难以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公转周期T 有 代入 得 3、能不能将T用r代换？会有什么效果？ 即 代入 得 大家看一下 是不是常数？ 4、太阳对行星的引力 太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比 因为 是常数 根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力Fˊ应满足 2 , r M F μ F F` 行星 太阳 概括起来有 G比例系数，与太阳、行星的质量无关 则太阳与行星间的引力大小为 方向：沿着太阳和行星的连线 1．关于太阳对行星的引力，下面关于太阳对行星的引力的说法中正确的是（ ） A．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力 B．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比 C．太阳对行星的引力是由实验得出的 D．太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的 AD 达标检测 解析:m1与m2之间的相互作用力是一对作用力与反作用力，它们分别作用在两个不同的物体上，不是平衡力．当r趋近于零时，则两个物体不能看成质点，公式不再适用． BD 达标检测 3、两颗行星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径之比R1∶R2=3∶1，下列有关数据之比正确的是( ) A.周期之比T1∶T2=3∶1 B.线速度之比v1∶v2=3∶1 C.向心力之比F1∶F2=1∶9 D.向心加速度之比a1∶a2=1∶9 D 达标检测 古人观点 牛顿思考 理论演算 总结规律 建模 理想化 类比 课堂小结 苹果落地 苹果与月亮受到的力可能是同一种力! 可能是地球表面的重力延伸到月亮。 而且都类似太阳与行星间的引力，它们都应遵从“与距离平方成反比”的关系。 一、牛顿的思考 牛顿的这一猜想非常大胆，将天上和人间连接在了一起！ 三、牛顿的智慧 (一)万有引力定律 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。 G为引力常量，r为两物体间的距离。 表达式： 1、适用条件 ： 仅适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。（两物体为均匀球体时，r为两球心间的距离） 卡文迪许 卡文迪许扭秤实验 2、引力常量的测量——扭秤实验 （1）实验原理：科学方法——放大法 （2）实验结果：G = 6.67×10-11 N m2/kg2 （3）G 值的物理含义：两个质量为 1 kg 的物体相距 1 m时，它们之间万有引力为 6.67×10-11 N