6–2–太阳与行星的引力.ppt

6-2 太阳与行星间的引力 6-2 太阳与行星间的引力 k值只与中心天体有关，与环绕天体无关 一、地心说和日心说 二、开普勒行星运动定律 第一定律(轨道定律)：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 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 第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三 次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 知识回顾复习 什么原因使行星绕太阳运动的呢？ 科学的足迹 1、伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。 2、开普勒：受到来自太阳类似于磁力的作用。 3、笛卡儿：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。 4、胡克、哈雷等人：受到了太阳对它的引力，甚至证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。 5、牛顿：在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了，如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆。并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。 建立模型 太阳 行星 r 太阳 行星 a 诱思：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？ 简化 行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？ 这个力的方向怎么样？ 诱思：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？ 追寻牛顿的足迹 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： 一、太阳对行星的引力 追寻牛顿的足迹 代入 将 得： 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 3、根据开普勒第三定律 有 得： 代入 追寻牛顿的足迹 4、太阳对行星的引力 即 追寻牛顿的足迹 结论：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。 二、行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F/应满足 追寻牛顿的足迹 两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等。 方向相反，作用在同一直线上 三、太阳与行星间的引力 合二为一 G是比例系数，与太阳、行星都无关 则太阳与行星间的引力大小为： 引力方向：沿着太阳和行星的连线 追寻牛顿的足迹 ①思考过程： 行星做曲线运动→ 必受到力的作用→ 力是太阳对行星的引力提供的→ 太阳对行星的引力如何？ → 如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆。 我们是把行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动来处理，从而推导出引力大小。 牛顿对太阳与行星间引力的认识过程: ②公式的推导过程： 应用：推导行星运动的V、ω、T的表达式 向心力由 行星之间的引力提供 讨论:开普勒第三定律中 K 值与什么有关? 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 2．两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为（ ） A. 1　 B.　　　 C.　　 D. D 3、飞船沿半径为R的圆周轨道绕地球运动，其周期为T。如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆轨道和地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为R0，求飞船由A点到B点所需要的时间？ 4．一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运行速率是地球运行速率的（ ） A．4倍　　　　B．1/2倍 C．2倍　　　　D．16倍 B 5 ．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 6、牛顿在研究太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后，推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是 ( ) A、研究对象的选取 B、理想化过程 C、类比 D、等效 C 7、下列说法正确的是 ( ) A、研究物