6.2太阳行间的引力.ppt

Keep your eyes on the stars and your feet on the ground. -----Theodore Roosevelt * 7、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 随堂练习 思考与讨论 1.地球的实际运动为椭圆,那么,在近日点A，行星所受太阳的引力比它做圆周运动所需要的向心力大还是小？远日点B呢？ A B 近日点的速度比起圆周运动所需的速度更大,所需向心力超过了引力,所以行星会远离太阳.而在远日点,由于速度不及圆周运动所需,所以行星到达远日点之后会被太阳引力拉回来,所以轨道是椭圆 思考与讨论 2.如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星,我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设? 太阳 行星 卫星 首先要知道行星与卫星的距离（轨道半径）.通过观察知道绕行星运行的卫星的公转周期.在初步计算之前要假设为圆轨道 1、太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成正比，与太阳到行星间的距离r的二次方成反比 （1）G是比例系数，与行星、太阳均无关 （2）引力的方向沿太阳和行星的连线 2、行星对太阳的引力：与太阳的质量M成正比，与行星到太阳的距离r的二次方成反比 3、太阳与行星间的引力：与太阳的质量M、行星的质量m成正比，与两者距离r的二次方成反比 本节小结 作业布置: P39 3 Keep your eyes on the stars and your feet on the ground. -----Theodore Roosevelt 开普勒三定律 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 问题探究 1、行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？ * 开普勒第一定律（轨道定律）所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。 圆轨道----行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心． 开普勒第二定律（面积定律）太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。 圆轨道----行星绕太阳做匀速圆周运动（角速度和线速度大小不变） 开普勒第三定律（周期定律）所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与周期的平方成正比。 即有: R13/R23=T12/T22 或: R3/T2=k 注意: k的大小与行星无关，只与太阳有关。 圆轨道----所有行星轨道的半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等． * * 【解析】： （1）A、B均在飞船绕太阳运动的椭圆轨道上，且A为近地点，B为远地点，故VAVB （2）当飞船绕地球做圆周运动时,r3/T2=k 当飞船绕地球沿椭圆轨道运动时,(r+R/2)3/T`2=k T`=(r+R)T/2r√r+R/2r T=T`/2=(r+R)T/4r√r+R/2r * 【解析】： （1）A、B均在飞船绕地球运动的椭圆轨道上，且A为近地点，B为远地点，故VAVB （2）当飞船绕地球做圆周运动时,r3/T2=k 当飞船绕地球沿椭圆轨道运动时,(r+R/2)3/T`2=k T`=(r+R)T/2r√r+R/2r T=T`/2=(r+R)T/4r√r+R/2r 问题探究 行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？ 椭圆运动(曲线运动)→变速运动→加速度(由牛顿第二定律)→合外力(引力) * 1、行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？ 椭圆运动(曲线运动)→变速运动→加速度(由牛顿第二定律)→合外力(引力) 2、引力的大小与什么因素有关？ * 2、引力的大小与什么因素有关？十七世纪前：行星理所当然的做这种完美的圆周运动，无需什么动因 科学足迹 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。这样的宇宙将缩小，而事实宇宙在膨胀 开普勒：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。 笛卡尔；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。 胡克：行星的运动是太阳引力的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。 受到了太阳对它的引力