教育专题：4万有引力理论的成就.ppt

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1、上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天制制作作黄黄美美徕徕上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天1.开普勒第一定律开普勒第一定律轨道定律轨道定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。太阳处在椭圆的一个焦点上。2.开普勒第二定律开普勒第二定律面积定律面积定律对任意一个行星来说，它和太阳的连线在对任意一个行星来说，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。相等的时间内扫过相等的面积。3.开普勒第三定律开普勒第三定律周期定律周期定律所有行星的轨道的半长

2、轴的三次方跟它的所有行星的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公转周期的二次方的比值都相等.太阳太阳行星行星ba上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天伽利略伽利略 开普勒开普勒笛卡尔笛卡尔胡克胡克一切物体一切物体都有合并都有合并的趋势。的趋势。在行星的周围在行星的周围有旋转的物质有旋转的物质(以太以太)作用在作用在行星上，使得行星上，使得行星绕太阳运行星绕太阳运动。动。行星的运动是行星的运动是受到了来自太受到了来自太阳的类似于磁阳的类似于磁力的作用力的作用。行星的运动是行星的运动是太阳吸引的缘太阳吸引的缘故，并且力的故，并且力的大小与到太阳大小与到太阳距离的

3、平方成距离的平方成反比。反比。上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天 牛顿牛顿(16431727)英国著名的物理学家英国著名的物理学家 1.当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似同学这当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似同学这样的思考，并凭借其超凡的样的思考，并凭借其超凡的数学能力数学能力和坚定的信念，深和坚定的信念，深入研究，最终发现了入研究，最终发现了万有引力定律万有引力定律。2.牛顿在牛顿在1676年给友人的信中写道：年给友人的信中写道：如果说我看的比如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。上上页页下下页页第第六六章章

4、万万有有引引力力与与航航天天行行 星星轨道半长轴轨道半长轴a(106km)轨道半短轴轨道半短轴b(106km)行星直径行星直径 d(106km)太阳的直径：太阳的直径：太阳的直径：太阳的直径：d=1.3910d=1.39106 6 km km水星水星57.956.70.0048金星金星108.2108.10.012地球地球149.6149.50.013火星火星227.9 226.90.0068木星木星778.3777.40.143土星土星1427.01424.80.12天王星天王星2882.32879.10.0051海王星海王星4523.94523.80.0049八大行星轨道数据表八大行星轨道

5、数据表 上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天太阳太阳行星行星ba太阳太阳行星行星rFv上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天消去消去v行星运行速度行星运行速度v不不容容易观测，怎么办？易观测，怎么办？消去消去T讨论讨论上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天关系式中关系式中m是受力天体是受力天体还是施力天体的质量？还是施力天体的质量？请用中文描述请用中文描述这个关系式！这个关系式！太阳太阳对对行星行星的引力的引力F跟受力星体的质跟受力星体的质量成正比，量成正比，与行星、太阳距离的二与行星、太阳距离的二次方成反比次方成反比.F行星行星太阳太阳

6、F探究探究1:太阳对行星的引力太阳对行星的引力F既然太阳对行星既然太阳对行星有引力，那么行有引力，那么行星对太阳有引力星对太阳有引力？它有怎么样定？它有怎么样定量的关系？量的关系？上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天类类比比法法牛牛 三三探究探究2:行星对太阳的引力行星对太阳的引力F太阳太阳对对行星行星的引力的引力F跟受力星体的质跟受力星体的质量成正比，量成正比，与行星、太阳距离的二与行星、太阳距离的二次方成反比次方成反比.F行星行星太阳太阳F行星行星对对太阳太阳的引力的引力F跟跟太阳的质量成正比，太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的与行星、太阳距离的二次方成反比二次方成反

7、比.上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天F 和和F 是一对作是一对作用力和反作用力，用力和反作用力，我们能否得出我们能否得出F的的大小跟太阳质量大小跟太阳质量M、行星质量、行星质量m的的关系式？关系式？牛三牛三探究探究3:太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力F类类比比法法牛牛 三三方向：方向：沿着太阳沿着太阳与行星间的连线与行星间的连线 。G为比例系数，为比例系数，与太阳、行星均与太阳、行星均没有关系。没有关系。上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天古人古人观点观点牛顿牛顿思考思考理论理论演算演算总结总结规律规律建模建模理想化理想化类比类比上上页页下下页页

8、第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天 1、下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（、下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（）A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力 D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成反比成反比 A2、两个行星的质量分别为、两个行星的质量

9、分别为m1和和m2，绕太阳运行的轨道半径分别，绕太阳运行的轨道半径分别是是r1和和r2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为（速度之比为（）A1 B.C.D.D上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天3下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是（下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是（）A.离太阳越近的行星周期越大离太阳越近的行星周期越大 B.离太阳越远的行星周期越大离太阳越远的行星周期越大 C.离太阳越近的行星的向心加速度越大离太阳越近的行星的向心加速度越大 D.离太阳越近的行星受到太阳的引力越大离太阳越近的

10、行星受到太阳的引力越大 BC 4一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有（一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有（）A.相同的速率相同的速率 B.相同的加速度相同的加速度 C.相同的运转周期相同的运转周期 D.相同的角速度相同的角速度 ABCD上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天 1.如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星卫星,我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设据的规律有什么假设?行星行星卫星卫星太阳

11、太阳上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天 2.地球地球的实际运动为椭圆的实际运动为椭圆,那么那么,在近日点在近日点A，行星所受太阳的，行星所受太阳的引力比它转动所需要的向心力大还是小？远日点引力比它转动所需要的向心力大还是小？远日点B呢？呢？AB上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天思考与讨论 3、请你运用已有知识，分析开普勒第二定律所描述的，地球、请你运用已有知识，分析开普勒第二定律所描述的，地球在椭圆轨道上运动经过在椭圆轨道上运动经过A、B两个位置时，运动快慢变化的原因。两个位置时，运动快慢变化的原因。太阳太阳地球地球BAFvFv上上页页下下页页第第六

12、六章章万万有有引引力力与与航航天天祝同学们学习愉快！祝同学们学习愉快！再见再见!2013年年4月月制制作作:黄黄美美徕徕上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天行行 星星 的的 运运 动动上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天1.加速度的定义式是什么？加速度的定义式是什么？速度的变速度的变化量化量v如何确定如何确定v的方向的方向?a 的方向与的方向与v 的方向相的方向相同同2.速度变化量速度变化量v的求解方法的求解方法 v1、v2在同一条直线上：在同一条直线上：v1、v2不在同一条直线上：不在同一条直线上：利用利用矢量的运算法则矢量的运算法则求求v三角形三角形定则定则平行四边平行四边形定则形定则