太陽與行星之間引力

1、2 太陽與行星間的引力1.1.理解太陽與行星間存在引力。理解太陽與行星間存在引力。2.2.能根據(jù)開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太能根據(jù)開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽與行星間的引力表達式。陽與行星間的引力表達式。32akT知知識識回回顧顧開普勒第一定律開普勒第一定律軌道定律軌道定律所有行星都分別在大小所有行星都分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動，太陽是在這太陽運動，太陽是在這些橢圓的一個焦點上些橢圓的一個焦點上; ;對每個行星來說，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)對每個行星來說，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積掃過相等的面積; ;開普勒第三定

2、律開普勒第三定律周期定律周期定律所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。太太陽陽行行星星b ba a開普勒第二定律開普勒第二定律面積定律面積定律伽利略伽利略行星的運動是受到了來自太陽行星的運動是受到了來自太陽的類似于磁力的作用，與距離的類似于磁力的作用，與距離成反比。成反比。行星的運動是太陽吸引的緣故，并行星的運動是太陽吸引的緣故，并且力的大小與行星到太陽的距離的且力的大小與行星到太陽的距離的平方成反比。平方成反比。 在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)( (以以太太) )作用在行星上，使得

3、行星繞作用在行星上，使得行星繞太陽運動。太陽運動。開普勒開普勒笛卡爾笛卡爾胡克胡克一切物體都有合并的趨勢。一切物體都有合并的趨勢。牛頓牛頓 (16431727)(16431727)英國著名的物理學(xué)家英國著名的物理學(xué)家 當(dāng)年牛頓在前人研究的當(dāng)年牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，憑借其超凡的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上，憑借其超凡的數(shù)學(xué)能力和堅定的信念，深入研能力和堅定的信念，深入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律律。牛頓在牛頓在16761676年給友人的信中寫道：年給友人的信中寫道： 如果說我看的比別人更遠(yuǎn)，那是因為我站在巨人的如果說我看的比別人更遠(yuǎn)，那是因為我站在巨人的肩膀上。肩膀上。建建立立模模型型思

4、考：思考：行星的實際運動是橢圓運動，但我們還不了解橢圓行星的實際運動是橢圓運動，但我們還不了解橢圓運動的規(guī)律，那應(yīng)該怎么辦？能把它簡化成什么運動呢？運動的規(guī)律，那應(yīng)該怎么辦？能把它簡化成什么運動呢？太陽太陽行星行星a一一.太陽對行星的引力。太陽對行星的引力。太陽太陽行星行星r太陽太陽行星行星a既然把行星繞太陽的運動簡化既然把行星繞太陽的運動簡化為圓周運動。那么行星繞太陽為圓周運動。那么行星繞太陽的運動可看成勻速圓周運動還的運動可看成勻速圓周運動還是變速圓周運動？是變速圓周運動？簡簡化化行星繞太陽做勻速圓周運動需行星繞太陽做勻速圓周運動需要向心力，那什么力來提供向要向心力，那什么力來提供向心力？

5、心力？ 這個力的方向怎么樣？這個力的方向怎么樣？太陽對行星的引力提太陽對行星的引力提供向心力，那這個力供向心力，那這個力的大小有什么樣的定的大小有什么樣的定量關(guān)系？量關(guān)系？F太陽太陽行星行星v科科學(xué)學(xué)探探究究消去消去v2mvFr2 rvT行星運行速度行星運行速度v容易觀測？容易觀測？32rkT224mrFT消去消去T2mFr224 kmFr討論討論行星行星太陽太陽F FF F既然太陽對行星有引力，既然太陽對行星有引力，那么行星對太陽有引力嗎？那么行星對太陽有引力嗎？它有怎么樣的定量關(guān)系？它有怎么樣的定量關(guān)系？2mFr請用中文描述這個關(guān)系式！請用中文描述這個關(guān)系式！太陽太陽對對行星行星的引力跟受

6、力星體的質(zhì)量成的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比，正比，與行星到太陽的距離的二次方成與行星到太陽的距離的二次方成反比。反比。2mFrF行星行星太陽太陽F類比法類比法2MFr行星對太陽的引力跟太陽的質(zhì)行星對太陽的引力跟太陽的質(zhì)量成正比，量成正比，與行星到太陽的距與行星到太陽的距離的二次方成反比。離的二次方成反比。太陽太陽對對行星行星的引力跟受力星體的質(zhì)量的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比，成正比，與行星到太陽的距離的二次與行星到太陽的距離的二次方成反比。方成反比。二二. .行星對太陽的引力行星對太陽的引力2mFr三三. .太陽與行星間的引力太陽與行星間的引力F F類比法類比法牛牛 三三2MFrF F 和和F

7、 F 是一對作用力和反是一對作用力和反作用力，那么可以得出作用力，那么可以得出F F大小大小跟太陽質(zhì)量跟太陽質(zhì)量M M、行星質(zhì)量、行星質(zhì)量m m的的關(guān)系式有什么關(guān)系？關(guān)系式有什么關(guān)系？牛三牛三2MmFr2MmF=GrG G為比例系數(shù)，與為比例系數(shù)，與太陽、行星無關(guān)。太陽、行星無關(guān)。方向：沿著太陽與行方向：沿著太陽與行星間的連線。星間的連線。1.1.關(guān)于行星對太陽的引力的說法中正確的是（關(guān)于行星對太陽的引力的說法中正確的是（ ）A.A.行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質(zhì)的行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質(zhì)的力力B.B.行星對太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星行星對太陽的

8、引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星的質(zhì)量無關(guān)的質(zhì)量無關(guān)C.C.太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力D.D.行星對太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星行星對太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星距太陽的距離成反比距太陽的距離成反比A A2.2.一顆小行星繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑是地一顆小行星繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的球公轉(zhuǎn)半徑的4 4倍，則這顆小行星的運行速率是地球運倍，則這顆小行星的運行速率是地球運行速率的（行速率的（ ）A.4A.4倍倍 B.2B.2倍倍 C.0.5C.0.5倍倍 D.16D.16倍倍3.3.一群小行星在同一

9、軌道上繞太陽旋轉(zhuǎn)，則這些小行一群小行星在同一軌道上繞太陽旋轉(zhuǎn)，則這些小行星具有（星具有（ ）A.A.相同的速率相同的速率 B.B.相同的加速度相同的加速度C.C.相同的運轉(zhuǎn)周期相同的運轉(zhuǎn)周期 D.D.相同的角速度相同的角速度C CABCDABCD4.4.哈雷彗星繞太陽運動的軌道是比較扁的橢圓，下面說法哈雷彗星繞太陽運動的軌道是比較扁的橢圓，下面說法中正確的是（中正確的是（ ）A.A.彗星在近日點的速率大于在遠(yuǎn)日點的速率彗星在近日點的速率大于在遠(yuǎn)日點的速率B.B.彗星在近日點的向心加速度大于在遠(yuǎn)日點的向心加速度彗星在近日點的向心加速度大于在遠(yuǎn)日點的向心加速度C.C.若彗星的運行周期為若彗星的運行周期為7575年，則它的半長軸是地球公轉(zhuǎn)半年，則它的半長軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的徑的7575倍倍D.D.彗星在近日點的角速度大