《太阳与行星间的引力》课件.pptxVIP

《太阳与行星间的引力》

知识回顾第一定律：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：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，即请同学们从运动学的角度，思考开普勒行星运动定律的物理意义？开普勒行星运动定律轨道定律面积定律周期定律

是什么原因使行星绕太阳运动？提出问题

科学足迹伽利略开普勒胡克笛卡尔一切物体都有合并的趋势。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。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。行星绕太阳运动是因为行星受到了太阳对它的引力。如果行星的轨道是圆形的，那么引力的大小与到太阳距离的平方成反比。

牛顿使行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心和椭圆焦点的力，这个力应该就是太阳对它的引力。

思考：太阳对行星的引力F跟哪些因素有关系呢？如何寻找这个关系呢？运动情况加速度受力情况与行星到太阳的距离r有关。

简化模型思考：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？可以把它简化成什么运动呢？太阳行星a太阳行星r思考：是匀速圆周运动还是变速圆周运动？

科学探究太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力。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思考：天文观测能直接测得行星运动的线速度v吗？能直接观测出什么？

不同行星的公转周期是不同的，F与r的关系的表达式中不应该出现T,如何消去T呢？

一、太阳对行星的引力太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，与行星到太阳距离的二次方成反比.思考：既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳是否也有引力？这个力有怎么样定量的关系？F

二、行星对太阳的引力行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比，与太阳到行星距离的二次方成反比.FF太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，与行星到太阳距离的二次方成反比.

三、太阳与行星间的引力FF太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。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。

思考：如何证明在其他星体之间也满足？

问题与练习1.在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，另一些问题则是根据物体所受的力推测它的运动。这一节的讨论属于哪一种情况？你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗？

课堂小结古人观点牛顿思考理论演算总结规律建模理想化类比

探究一行星与太阳间的引力情境导引行星所做的匀速圆周运动与我们平常生活中见到的匀速圆周运动是否符合同样的动力学规律?如果是,分析行星的受力情况。要点提示行星所做的匀速圆周运动与平常我们见到的匀速圆周运动一样,符合同样的动力学规律,遵守牛顿第二定律F=。行星受到太阳的吸引力,此力提供行星绕太阳运转的向心力。

知识归纳1.模型简化(1)将行星绕太阳的椭圆运动看成匀速圆周运动,太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力。(2)将天体看成质点,且质量集中在球心上。如图所示。

2.太阳对行星的引力(1)推导(2)结论太阳对不同行星的引力,与行星的质量m成正比,与行星和太阳间距离r的二次方成反比。

3.行星对太阳的引力

4.行星与太阳间的引力

迁移应用例1(多选)下列关于太阳对行星的引力的说法正确的是()A.太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力B.太阳对行星引力的大小与太阳的质量成正比,与行星和太阳间的距离的二次方成反比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行星运动规律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的

答案AD解析太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力,其大小是牛顿结合开普勒行星运动定律和圆周运动规律推导出来的,它不是实验得出的,但可以通过天文观测来检验其正确性,故选项A、D正确,C错误。太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间距离的二次方成反比,故选项B错误。

规律方法正确认识太阳与行星间的引力(1)太阳与行星间的引力大小与三个因素有关:太阳质量、行星质量、太阳与行星间的距离。太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向。(2)太阳与行星间的引力是相互的,遵守牛顿第三定律。

答案C

探究二对万有引力定律的理解情境导引如图甲所示,两个挨得很近的人之间的万有引力是不是很大呢?如图乙所示,设想将一个小球放到地球的中心,小球受到的万有引力又是多少呢?要点提示两个挨得很近的人,不能看作质点,不能根据万有引力定律求他们间的万有引力。小球放到地球的中心,万有引力定律已不适用。地球的各部分对小球的吸引力是对称的,对称抵消,小球受的万有引力是零。