高中物理-必修2-太陽與行星間的引力-萬有引力定律

執(zhí)教人：姚國均太陽與行星間的引力萬有引力定律4/21/20231開普勒三定律知識回顧開普勒第一定律——軌道定律所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。開普勒第二定律——面積定律對每個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間掃過相等的面積;開普勒第三定律——周期定律所有行星的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.太陽行星b=va4/21/20232問題探究行星為什么繞太陽如此和諧而又有規(guī)律地做橢圓運(yùn)動呢？4/21/20233伽利略行星的運(yùn)動是受到了來自太陽的類似于磁力的作用，與距離成反比。

行星的運(yùn)動是太陽吸引的緣故，并且力的大小與到太陽距離的平方成反比。在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動。開普勒笛卡爾胡克一切物體都有合并的趨勢?？茖W(xué)足跡4/21/20234牛頓(1643—1727)英國著名的物理學(xué)家當(dāng)年牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，也經(jīng)過類似的思考，并憑借其超凡的數(shù)學(xué)能力和堅定的信念，深入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律?？茖W(xué)足跡4/21/20235建立模型問題1：行星的實際運(yùn)動是橢圓運(yùn)動，但我們還不了解橢圓運(yùn)動規(guī)律，那應(yīng)該怎么辦？能否把它簡化成什么運(yùn)動呢？太陽行星a4/21/20236建立模型太陽行星r太陽行星a問題2：既然把行星繞太陽的運(yùn)動簡化為圓周運(yùn)動。那么行星繞太陽運(yùn)動可看成勻速圓周運(yùn)動還是變速圓周運(yùn)動呢？為什么？問題3:行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動需要向心力，那什么力來提供做向心力？這個力的方向怎么樣？簡化4/21/20237建立模型問題4：太陽對行星的引力提供向心力，那這個力大小有什么樣定量關(guān)系？F太陽Ｍ行星ｍｒＶ4/21/20238科學(xué)探究關(guān)系式中m是受力天體還是施力天體的質(zhì)量？探究1:太陽對行星的引力F太陽對行星的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.F行星太陽F′問題5：既然太陽對行星有引力，那么行星對太陽有無引力？它有怎么樣的定量關(guān)系呢？4/21/20239科學(xué)探究消去v行星運(yùn)行速度v不容易觀測？怎么辦？消去T4/21/202310科學(xué)探究探究2:行星對太陽的引力F′F行星太陽F′類比法行星對太陽的引力F′跟太陽的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.太陽對行星的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.4/21/202311科學(xué)探究探究3:太陽與行星間的引力F類比法F和F′是一對作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太陽質(zhì)量M、行星質(zhì)量m的關(guān)系式有什么關(guān)系？牛三G為比例系數(shù)，與太陽、行星無關(guān)。方向：沿著太陽與行星間的連線

。4/21/202312萬有引力定律1、G為萬有引力常量：G=6.67259×10-11N.m2/kg2通常取G=6.67×10-11N.m2/kg2

2、適用范圍：質(zhì)點與質(zhì)點間；質(zhì)量分布均勻的物體間；質(zhì)點與質(zhì)量分布均勻的物體間3、r的確定4/21/2023131、下列關(guān)于行星對太陽的引力的說法中正確的是（）A.行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質(zhì)的力B.行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量成正比，與行星的質(zhì)量無關(guān)C.太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力D.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隨堂練習(xí)

A4/21/2023142、兩個行星的質(zhì)量分別為m1和m2，繞太陽運(yùn)行的軌道半徑分別是r1和r2，若它們只受太陽引力的作用，那么這兩個行星的向心加速度之比為（）A．1B.C.D.

D隨堂練習(xí)4/21/2023153．下面關(guān)于行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的說法中正確的是（）A.離太陽越近的行星周期越大B.離太陽越遠(yuǎn)的行星周期越大C.離太陽越近的行星的向心加速度越大D.離太陽越近的行星受到太陽的引力越大

BC隨堂練習(xí)4/21/2023164．一群小行星在同一軌道上繞太陽旋轉(zhuǎn)，這些小行星具有（）A.相同的速率B.相同的加速度