《太陽與行星間的引力》

1、精選課件復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律第一定律：第一定律：所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。第二定律：第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積第三定律：第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即即kTa23k k值與中心天體有關(guān)，值與中心天體有關(guān)，而與環(huán)繞天體無關(guān)而與環(huán)繞天體無關(guān)精選課件太陽與行星間太

2、陽與行星間的引力的引力精選課件 什么力來維持行星繞太陽什么力來維持行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)呢？的運(yùn)動(dòng)呢？精選課件科學(xué)的足跡科學(xué)的足跡1、伽利略：伽利略：一切物體都有合并的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)一切物體都有合并的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)導(dǎo)致物體做圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致物體做圓周運(yùn)動(dòng)。2、開普勒：開普勒：受到了來自太陽的類似與磁力的作用。受到了來自太陽的類似與磁力的作用。3、笛卡兒：笛卡兒：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)(以太）作以太）作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。4、胡克、哈雷等胡克、哈雷等:受到了太陽對(duì)它的引力，證明了受到了太陽對(duì)它的引力，證明了如果行星的軌道是圓形的，其所受

3、的引力大小跟如果行星的軌道是圓形的，其所受的引力大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比，但沒法證明行星到太陽的距離的二次方成反比，但沒法證明在橢圓軌道規(guī)律也成立。在橢圓軌道規(guī)律也成立。5、牛頓：牛頓：如果太陽和行星間的引力與距離的二次如果太陽和行星間的引力與距離的二次方成反比，則行星的軌跡是橢圓方成反比，則行星的軌跡是橢圓.并且闡述了普遍并且闡述了普遍意義下的萬有引力定律。意義下的萬有引力定律。精選課件學(xué)生在練習(xí)本上獨(dú)立推導(dǎo)：學(xué)生在練習(xí)本上獨(dú)立推導(dǎo)： 1、行星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，寫出行星需要的向心力表達(dá)式，并說明式中符號(hào)的物理意義。 2、行星運(yùn)動(dòng)的線速度v與周期T的關(guān)系式如何？為何要消去v？寫

4、出要消去v后的向心力表達(dá)式。 3、如何應(yīng)用開普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？ 4、寫出引力F與距離r的比例式，說明比例式的意義。 精選課件一、太陽對(duì)行星的引力一、太陽對(duì)行星的引力 1 1、設(shè)行星的質(zhì)量為、設(shè)行星的質(zhì)量為m m，速度為，速度為v v，行星到太陽，行星到太陽的距離為的距離為r r，則行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的，則行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力太陽對(duì)行星的引力來提供向心力太陽對(duì)行星的引力來提供rvF2m追尋牛頓的足跡追尋牛頓的足跡精選課件2 2、天文觀測(cè)難以直接得到行星的速度、天文觀測(cè)難以直接得到行星的速度v v，但可以得到行星的公轉(zhuǎn)周期，但可以得到行星的公轉(zhuǎn)周期T TT

5、rv2224TmrF代入代入rvF2m有有精選課件3、根據(jù)開普勒第三定律、根據(jù)開普勒第三定律kTr23krT32224rmkF即即所以所以224TmrF代入得代入得精選課件4、太陽對(duì)行星的引力、太陽對(duì)行星的引力 2rmF 即即 太陽對(duì)不同行星的引力，與太陽對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量行星的質(zhì)量成正比成正比，與行星和太陽間的，與行星和太陽間的距離的二次方成距離的二次方成反比反比。224rmkF精選課件二、行星對(duì)太陽的引力二、行星對(duì)太陽的引力 根據(jù)牛頓第三定律，行星對(duì)太陽引根據(jù)牛頓第三定律，行星對(duì)太陽引力力F應(yīng)滿足應(yīng)滿足2,rMFFF行星行星太陽太陽精選課件三、太陽與行星間的引力三、太陽與行星間

6、的引力2rMmF 2rMmGF 概括起來有概括起來有G比例系數(shù)，與太陽、行星的質(zhì)量無關(guān)比例系數(shù)，與太陽、行星的質(zhì)量無關(guān)則太陽與行星間的引力大小為則太陽與行星間的引力大小為方向：沿著太陽和行星的連線方向：沿著太陽和行星的連線精選課件【課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練】例火星繞太陽的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，例火星繞太陽的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 火星與太陽間的引力提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力。火星與太陽間的引力提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力。 已知火星運(yùn)行的軌道半徑為已知火星運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行的周期，運(yùn)行的周期 為為T，引力常量為，引力常量為G,試寫出太陽質(zhì)量試寫出太陽質(zhì)量M的表達(dá)式。的表達(dá)式。解析：解析：火星與太陽間的引力

7、表達(dá)式為火星與太陽間的引力表達(dá)式為2rMmGF 式中式中G為引力常量，為引力常量，M為太陽質(zhì)量，為太陽質(zhì)量，m為火星質(zhì)為火星質(zhì)量，量， r為軌道半徑。設(shè)火星運(yùn)動(dòng)的線速度為為軌道半徑。設(shè)火星運(yùn)動(dòng)的線速度為v，由由F提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力，有提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力，有，精選課件rvmrMmG22Trv22324GTrM由線速度和周期的關(guān)系由線速度和周期的關(guān)系，得太陽質(zhì)量得太陽質(zhì)量 精選課件說一說說一說 如果要驗(yàn)證太陽與行星之間的如果要驗(yàn)證太陽與行星之間的引力的規(guī)律是否適用于行星與它的引力的規(guī)律是否適用于行星與它的衛(wèi)星，我們需要觀測(cè)這些衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星，我們需要觀測(cè)這些衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的哪些數(shù)據(jù)？觀測(cè)前你對(duì)這些數(shù)據(jù)

8、的哪些數(shù)據(jù)？觀測(cè)前你對(duì)這些數(shù)據(jù)的規(guī)律有什么假設(shè)？的規(guī)律有什么假設(shè)？精選課件小小 結(jié)結(jié) 2rmF 1、太陽對(duì)行星的引力：太陽對(duì)不同行、太陽對(duì)行星的引力：太陽對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量星的引力，與行星的質(zhì)量m成正比，與成正比，與太陽到行星間的距離太陽到行星間的距離r的二次方成反比的二次方成反比2、行星對(duì)太陽的引力：與太陽、行星對(duì)太陽的引力：與太陽的質(zhì)量的質(zhì)量M成正比，與行星到太陽成正比，與行星到太陽的距離的距離r的二次方成反比的二次方成反比3、太陽與行星間的引力：與太陽的、太陽與行星間的引力：與太陽的質(zhì)量質(zhì)量M、行星的質(zhì)量、行星的質(zhì)量m成正比，與成正比，與兩者距離的二次方成反比兩者距離的二次方成反比（1 1） G G是比例系數(shù)，與行星、太陽均無關(guān)是比例系數(shù)，與行星、太陽均無關(guān)（2 2）引力的方向沿太陽和行星的連線）引力的方向沿