高中物理精品太阳与行星间的引力(课堂PPT).ppt

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1、开始开始开始开始zxxkwzxxkw1二二 太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力开普勒三定律开普勒三定律知知识识回回顾顾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都分别在大小不同的椭圆所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上些椭圆的一个焦点上;开普勒第二定律开普勒第二定律面积定律面积定律对每个行星来说，太阳和行星的连对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积线在相等的时间扫过相等的面积;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轴的三次方所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的

2、二次方的比值都相等跟公转周期的二次方的比值都相等.太阳太阳行星行星b=va3问题探究问题探究行星为什么绕太阳如此和行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运谐而又有规律地做椭圆运动？动？4第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天第第2 2节、太阳与行星间的引力节、太阳与行星间的引力5伽利略伽利略行星的运动是受到了来自太行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用阳的类似于磁力的作用 ，与，与距离成反比。距离成反比。行星的运动是太阳吸引的缘行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。离的平方成反比。在行星的周围有旋转的物质在行星的周围有旋转的物

3、质(以太以太)作作用在行星上，使得行星绕太阳运动。用在行星上，使得行星绕太阳运动。开普勒开普勒笛卡尔笛卡尔胡克胡克一切物体都有合并的趋势。一切物体都有合并的趋势。科科学学足足迹迹zxxkwzxxkw6科科学学足足迹迹牛顿牛顿 (16431727)(16431727)英国著名的物理学家英国著名的物理学家当年牛顿在前人研究当年牛顿在前人研究的基础上，并凭借其超凡的基础上，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，的数学能力和坚定的信念，深入研究，最终发现了深入研究，最终发现了万万有引力定律有引力定律。牛顿在牛顿在16761676年给友人的信中写道：年给友人的信中写道：如果说我看的比别人更远，那是如果说我

4、看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。因为我站在巨人的肩膀上。71提出问题提出问题：根据我们已有的知：根据我们已有的知识和经验，你认为太阳和行星间引识和经验，你认为太阳和行星间引力的大小可能跟哪些因素有关？力的大小可能跟哪些因素有关？（一）分析方法：（一）分析方法：2.猜想：可能影响太阳与行星间引猜想：可能影响太阳与行星间引力大小的因素有：力大小的因素有：8建建立立模模型型3.行星的实际运动是椭圆运动，但行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动该怎么办？能把它简化成什么运动呢？呢？太阳太阳行星行星a9建建立立模

5、模型型太阳太阳行星行星r太阳太阳行星行星a诱思：诱思：既然把行星绕既然把行星绕太阳的运动简化为圆太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆圆周运动还是变速圆周运动？周运动？简简化化行星绕太阳做匀速圆行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，周运动需要向心力，那什么力来提供做向那什么力来提供做向心力？心力？这个力的方向这个力的方向怎么样？怎么样？10建建立立模模型型诱思：诱思：太阳对行太阳对行星的引力星的引力提供作为提供作为向心力，向心力，那这个力那这个力大小有什大小有什么样定量么样定量关系？关系？F太阳太阳行星行星行星行星11一、太阳

6、对行星的引力一、太阳对行星的引力1 1、设行星的质量为设行星的质量为m m，速度为，速度为v v，行星到太阳的，行星到太阳的距离为距离为r r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供力太阳对行星的引力来提供zxxk追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹122 2、天文观测难以直接得到行星的速天文观测难以直接得到行星的速 度度v v，但可以得到行星的公转周期，但可以得到行星的公转周期T T代入代入追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹有有133、根据开普勒第三定律、根据开普勒第三定律即即所以所以代入得代入得追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹144、太阳对行星的引力太阳对

7、行星的引力即即追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹太阳对不同行星的引力，与太阳对不同行星的引力，与行星的质行星的质量成正比量成正比，与行星和太阳间的，与行星和太阳间的距离的二次距离的二次方成反比方成反比。15二、行星对太阳的引力二、行星对太阳的引力根据牛顿第三定律，行星对太阳引根据牛顿第三定律，行星对太阳引力力F应满足应满足追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹2,rMFFF行行星星太太阳阳16三、太阳与行星间的引力三、太阳与行星间的引力概括起来有概括起来有G比例系数，与太阳、行星的质量无关比例系数，与太阳、行星的质量无关则太阳与行星间的引力大小为则太阳与行星间的引力大小为方向：沿着太阳和行星的连线方向：沿着太

8、阳和行星的连线追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹17合合作作探探究究关系式中关系式中m m是受是受力天体还是施力力天体还是施力天体的质量？天体的质量？探究探究1:太阳对行星的引力太阳对行星的引力F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跟受的引力跟受力星体的质量成正比，力星体的质量成正比，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行行星星太太阳阳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？18合合作作探探究究想一想：想一想：引力和向心力有什么关系？如何引力

9、和向心力有什么关系？如何求太阳对行星的引力？求太阳对行星的引力？探究探究2.行星对太阳的引力行星对太阳的引力19合合作作探探究究探究探究2:行星对太阳的引力行星对太阳的引力FF行行星星太太阳阳F类类比比法法牛牛三三行星对太阳的引力行星对太阳的引力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比.太阳太阳对对行星行星的引力跟受的引力跟受力星体的质量成正比，力星体的质量成正比，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.20合合作作探探究究探究探究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F 和和F 是一对

10、作用力是一对作用力和反作用力，那么可和反作用力，那么可以得出以得出F大小跟太阳质大小跟太阳质量量M、行星质量、行星质量m的关的关系式有什么关系？系式有什么关系？牛三牛三G为比例系数，为比例系数，与太阳、行星与太阳、行星无关。无关。方向：沿着太阳方向：沿着太阳与行星间的连线与行星间的连线。21合合作作探探究究想一想：想一想：上式有何物理意义呢？上式有何物理意义呢？我们现在能否就可以把上面公我们现在能否就可以把上面公式反映的规律称为式反映的规律称为“万有定万有定律律”？为什么？为什么？221.下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（是（）A行星对太阳的引力与

11、太阳对行星的引力是行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力同一性质的力B行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，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比，与行星距太阳的距离成反比达标提升达标提升232.关于太阳与行星间的引力，下列说法中关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（正确的是（）A太阳对行星的引力与行星对太阳的引太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对平衡力力是一对平衡力B太

12、阳对行星的引力与行星对太阳的引力太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是作用力与反作用力的关系是作用力与反作用力的关系C太阳与行星间的引力大小与太阳的质太阳与行星间的引力大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者的距离的量、行星的质量成正比，与两者的距离的平方成反比平方成反比D以上说法均不对以上说法均不对243下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A行星与太阳之间的一对力是平衡力行星与太阳之间的一对力是平衡力B行星与太阳之间的一对力，其力的性行星与太阳之间的一对力，其力的性质是不相同的质是不相同的C如果太阳的质量减小一些，则行星与如果太阳的质量减小一些，则行星与太阳之间的这对力就不平衡了太阳之

13、间的这对力就不平衡了D行星既不能飞出太阳系又不会被吸引行星既不能飞出太阳系又不会被吸引到太阳上，是因为行星受的太阳的引力充到太阳上，是因为行星受的太阳的引力充当行星绕太阳运动的向心力当行星绕太阳运动的向心力254.两个行星的质量分别为两个行星的质量分别为m1和和m2,绕太阳运动的轨道半径分别为绕太阳运动的轨道半径分别为r1和和r2,求：求：（1）它们与太阳间的引力之比；）它们与太阳间的引力之比；（2）它们的公转周期之比。）它们的公转周期之比。26同学们，今天我们学到了同学们，今天我们学到了什么什么?27共勉Keepyoureyesonthestarsandyourfeetontheground.-Theodore Roosevelt Thankyou!28