行星的运动太阳与行星间的引力万有引力定律.ppt

第六章万有引力与航天

第一节行星的运动一.古代人们对天体运动的认识1.地心说：代表人物:托勒密观点：地球是宇宙的中心，静止不动，所有的天体都绕地球做匀速圆周运动。2.日心说：●代表人物：哥白尼●观点：太阳是宇宙的中心，静止不动，所有的天体都绕太阳做匀速圆周运动。二.开普勒行星运动定律1.开普勒第一定律： 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圈的一个焦点上。2.开普勒第二定律：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。离太阳近---速度快离太阳远---速度慢．3.开普勒第三定律：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。k只与太阳有关由于行星运动的椭圆轨道很接近与圆形轨道，所以我们把它理想化为一个圆形轨道，这样可以认为行星做匀速圆周运动.练习1.根据开普勒行星运动规律推论出下列结论哪个是错误的（）A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上B.同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等C.不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等D.同一卫星绕不同行星运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等DDBD2.银河系中有两颗行星环绕某恒星运转，从天文望远镜中观察它们的运转周期为27：1，则它们的轨道半长轴比是（）

A.3：1B.9：1C.27：1D.1：93.下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是（）

A.所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动

B.行星绕太阳运动时，太阳在椭圆的一个焦点上

C.行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大

D.离太阳越远的行星，公转周期越长2太阳与行星间的引力太阳坐在它的皇位上，管理着围绕它的一切星球。—哥白尼开普勒定律发现以后,人们开始深入思考:是什么原因使行星绕太阳的运动呢？我们将追寻历史的足迹……伽利略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。开普勒笛卡尔胡克一切物体都有合并的趋势。

科学的足迹哈雷牛顿：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。牛顿我们将追寻牛顿的足迹……消去v行星运行速度v容易观测吗？怎么办？消去T讨论一、太阳对行星的引力由于行星运动的椭圆轨道很接近与圆形轨道，所以我们把它理想化为一个圆形轨道，这样可以认为行星做匀速圆周运动,所需向心力为:二、行星对太阳的引力F∝行星是受力星体，因而可以说上述引力与受力行体的质量成正比根据牛顿第三定律，太阳吸引行星，行星也必然吸引太阳，对太阳的引力F/来说，太阳是受力星体，因此：三、太阳与行星间的引力F∝概括起来有则太阳与行星间的引力大小为G比例系数，与太阳、行星的质量无关方向：沿着太阳和行星的连线三、太阳与行星间的引力3万有引力定律猜想：“天上”的力与“人间”的力可能出于同一根源。这个想法的正确性要由事实来检验。一、月—地检验已知：地球半径R=6375kmr月=3.8×108m(约为R的60倍)T月=27.3天g=9.8m/s2,求:a月/g=?a=36001g用数据说明上述假设的正确性，牛顿的大胆设想经受了事实的检验。至此，平方反比率已经扩展到太阳与行星间、地球与月亮间、地球与地面物体间。牛顿作了更大胆的猜想：任意两个物体间都存在着这样的力。我们的思想还可以更解放。于是这个结论被推广到宇宙中的一切物体之间。二、万有引力定律1.内容:自然界中的任何两物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间的距离r的二次方成反比.2.公式:质量的单位为kg，距离的单位为m力的单位N，G叫引力常量。3.公式的适用条件适用于两质点质点或两均匀球体间引力的计算(r为两球心间距离)4.引力常量:G＝6.67×10-11N·m2/kg2英国的物理学家卡文迪许通过扭称实验测出m2m1FFr万有引力示意图1.