太陽(yáng)與行星間的引力課件

2、太陽(yáng)與行星間的引力第六章萬(wàn)有引力與航天開(kāi)普勒三定律知識(shí)回顧開(kāi)普勒第一定律——軌道定律所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開(kāi)普勒第二定律——面積定律對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積;開(kāi)普勒第三定律——周期定律所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等.太陽(yáng)行星b=va又為什么行星繞太陽(yáng)如此和諧而又有規(guī)律地做近似的圓運(yùn)動(dòng)？問(wèn)題探究伽利略行星的運(yùn)動(dòng)是受到了來(lái)自太陽(yáng)的類(lèi)似于磁力的作用，與距離成反比。行星的運(yùn)動(dòng)是太陽(yáng)吸引的緣故，并且力的大小與到太陽(yáng)距離的平方成反比。開(kāi)普勒胡克一切物體都有合并的趨勢(shì)。科學(xué)足跡科學(xué)足跡牛頓(1643—1727)英國(guó)著名的物理學(xué)家

當(dāng)年牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，也經(jīng)過(guò)類(lèi)似這樣的思考，并憑借其超凡的數(shù)學(xué)能力和堅(jiān)定的信念，深入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律。兩大類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題：1.已知力求運(yùn)動(dòng)；2.已知運(yùn)動(dòng)求力。

屬于已知運(yùn)動(dòng)求力的情況．問(wèn)題l:探究太陽(yáng)與行星間的相互作用屬于那類(lèi)問(wèn)題?

問(wèn)題2．行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道是怎樣的?由開(kāi)普勒第一定律可知：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道是橢圓.

行星軌道半長(zhǎng)軸a(106km)軌道半短軸b(106km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5火星227.9226.9木星778.3777.4土星1427.01424.8天王星2882.32879.1海王星4523.94523.8問(wèn)題3．若要解決橢圓軌道的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)現(xiàn)在的知識(shí)水平，可作如何簡(jiǎn)化?八大行星軌道數(shù)據(jù)表建立模型太陽(yáng)行星r太陽(yáng)行星a

簡(jiǎn)化

行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，那么，什么力來(lái)提供向心力呢？

猜想太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供向心力，那么這個(gè)力的大小跟哪些因素有關(guān)呢？F若已知某行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，線速度為v，質(zhì)量為m。

問(wèn)題1：行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力的表達(dá)式是怎樣的？問(wèn)題探究：?jiǎn)栴}2：天文觀測(cè)難以直接得到行星運(yùn)動(dòng)的線速度v，但可得到行星的公轉(zhuǎn)周期T，線速度v與公轉(zhuǎn)周期T的關(guān)系是怎樣的？寫(xiě)出用公轉(zhuǎn)周期T表示的向心力的表達(dá)式。

消去v問(wèn)題3：不同行星的公轉(zhuǎn)周期是不同的，引力跟太陽(yáng)與行星間的距離關(guān)系的表達(dá)式中不應(yīng)出現(xiàn)周期T，如何消去周期T?開(kāi)普勒第三定律：消去T科學(xué)探究消去v消去T關(guān)系式中m是受力天體還是施力天體的質(zhì)量？科學(xué)探究探究1:太陽(yáng)對(duì)行星的引力FF行星太陽(yáng)F′既然太陽(yáng)對(duì)行星有引力，那么行星對(duì)太陽(yáng)有無(wú)引力？它有怎樣的定量關(guān)系？結(jié)論一：太陽(yáng)對(duì)行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，與行星、太陽(yáng)之間的距離的二次方成反比.科學(xué)探究探究2:行星對(duì)太陽(yáng)的引力F′類(lèi)比法結(jié)論二：行星對(duì)太陽(yáng)的引力跟太陽(yáng)的質(zhì)量成正比，與行星、太陽(yáng)之間的距離的二次方成反比.科學(xué)探究探究3:太陽(yáng)與行星間的引力FF和F′是一對(duì)作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太陽(yáng)質(zhì)量M、行星質(zhì)量m有什么關(guān)系？G為比例系數(shù)，與太陽(yáng)、行星無(wú)關(guān)。

方向：沿著太陽(yáng)與行星間的連線

。結(jié)論三:太陽(yáng)與行星間引力的大小與太陽(yáng)的質(zhì)量、行星的質(zhì)量成正比，與兩者距離的二次方成反比例題1、兩顆行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的質(zhì)量之比m1：m2=p，軌道半徑之比r1：r2=q，求它們受到太陽(yáng)的引力之比F1：F2例題1、兩顆行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的質(zhì)量之比m1：m2=p，軌道半徑之比r1：r2=q，求它們受到太陽(yáng)的引力之比F1：F2式中G為比例系數(shù)，M為太陽(yáng)質(zhì)量。解：根據(jù)行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式：則兩行星受到的引力分別為

例題2、火星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星與太陽(yáng)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r，運(yùn)行的周期為T(mén)，引力常量為G，試寫(xiě)出太陽(yáng)質(zhì)量M的表達(dá)式。解得太陽(yáng)質(zhì)量解：設(shè)M為太陽(yáng)質(zhì)量，m為火星質(zhì)量，

r為軌道半徑。由引力提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力得課堂小結(jié)今天我們學(xué)到了什么?古人觀點(diǎn)牛頓思考理論演算總結(jié)規(guī)律建模理想化類(lèi)比隨堂練習(xí)2、太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星對(duì)太陽(yáng)的引力大小相等，其依據(jù)是()A、牛頓第一定B、牛頓第二定律C、牛頓第三定律D、開(kāi)普勒第三定律1、行星之所以繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)?)A、行星運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性作用B、太陽(yáng)是宇宙的控制中心，所以星體都繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)C、太陽(yáng)對(duì)行星有約束運(yùn)動(dòng)的引力作用D、行星對(duì)太陽(yáng)有排斥力作用，所以不會(huì)落向太陽(yáng)C

C

隨堂練習(xí)3、下面關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力說(shuō)法中正確的是()A、太陽(yáng)對(duì)行星的引力等于行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力B、太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離成反比C、太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由實(shí)驗(yàn)得出的D、太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由開(kāi)普勒定律和行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的AD

4．如果認(rèn)為行星圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么下列說(shuō)法中正確的是()A．行星受到太陽(yáng)的引力，引力提供行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

B．行星受到太陽(yáng)的引力，行星運(yùn)動(dòng)不需要向心力

C．行星同時(shí)受到太陽(yáng)的引力和向心力

D．行星受到太陽(yáng)的引力與它運(yùn)行的向心力不相等A課后拓展1.地球的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為橢圓,那么,在近日點(diǎn)A，行星所受太陽(yáng)的引力比它轉(zhuǎn)