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1、6.2 太阳与行星间的引力1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 轨道上围绕太阳运动，太阳是在这 些椭圆的一个焦点上;开普勒第二定律面积定律对每个行星来说，太阳和行星的连 线在相等的时间扫过相等的面积;开普勒第三定律周期定律所有行星的轨道的半长轴的三次方 跟公转周期的二次方的比值都相等.太阳行星b=va2什么原因使行星绕太阳的运 动呢？34问题探究v行星为什么绕太阳如此和 谐而又有规律地做椭圆运 动？ 5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。
2、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。开普勒笛卡尔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6科科 学学 足足 迹迹牛顿 (16431727)英国著名的物理学家当年牛顿在前人研 究的基础上，并凭借其 超凡的数学能力和坚定 的信念，深入研究，最 终发现了万有引力定律 。牛顿在1676年给友人的信中写道： 如果说我看的比
3、别人更远，那 是因为我站在巨人的肩膀上。7建建 立立 模模 型型诱思：诱思：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 ，那应该怎么办？能把它简化成什 么运动呢？太阳行星a8建建 立立 模模 型型太阳行星r太阳行星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 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
4、？怎么样？9建建 立立 模模 型型诱思： 太阳对行 星的引力 提供作为 向心力， 那这个力 大小有什 么样定量 关系？F太阳 行星行星 10科 学 探 究消去v行星运行速度v容易观测 ？怎么办？消去T讨论11科 学 探 究探究1: 太阳对行星的引力FF行星太阳太阳F既然太阳对行星 有引力，那么行 星对太阳有引力 ？它有怎么样定 量的关系？关系式中m是受力天体还 是施力天体的质量？太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正 比，与行星、太阳距离的二次方成反比.12科 学 探 究探究2: 行星对太阳的引力FF行 星太 阳F类比法牛 三行星对太阳的引力F跟太阳的质 量成正比，与行星、太阳距离的 二次方成反
5、比.太阳对行星的引力跟受 力星体的质量成正比， 与行星、太阳距离的二 次方成反比.13科 学 探 究探究3: 太阳与行星间的引力F F类比法牛 三牛三方向：沿着太阳与行星间的连线 。G为比例系数，与太阳、行星无关。F 和F 是一对作用力和反作用力，那 么可以得出F大小跟太阳质量M、行星 质量m的关系式有什么关系？14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C.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成反比随随 堂堂 练
6、练 习习A1516v将行星绕太阳做椭圆运动简化为匀速圆周运 动，则行星做圆周运动的向心力由太阳对行 星的引力来充当1718v在探究太阳与行星间的引力的思考中，属 于牛顿的猜想的是( )vA使行星沿圆轨道运动，需要一个指向 圆心的力，这个力就是太阳对行星的吸引 力vB行星运动的半径越大，其做圆周运动 的运动周期越大vC行星运动的轨道是一个椭圆vD任何两个物体之间都存在太阳和行星 之间存在的这种类型的引力19v答案：ADv解析：牛顿认为任何方式变速度都需要力 (这种力存在于任何两物体之间)，行星沿 圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点 的力，这个力是太阳对它的引力v点评：应对哥白尼、开普勒、第谷、
7、牛顿 等科学家对物理学的贡献加以理解.2021v 式中G是比例系数，与太阳，行星都没有关系v (2)太阳与行星间间的引力的方向沿着二者的连连 线线 22v太阳对地球有相当大的引力，地球对太阳也有 引力作用，为什么它们不靠在一起？其原因是 ( )vA太阳对地球的引力与地球对太阳的引力， 这两个力大小相等、方向相反、互相平衡vB太阳对地球的引力还不够大vC不仅太阳对地球有引力作用，而且太阳系里 其他星球对地球也有引力，这些力的合力为零vD太阳对地球引力不断改变地球的运动方向 ，使得地球绕太阳运行23v答案：Dv解析：根据牛顿第三定律：力的作用是相 互的，作用力和反作用力分别作用在两个 物体上，不能
8、相互抵消受力情况决定运 动情况太阳对地球的引力提供向心力， 不断改变地球的运动方向故正确答案为 D.2425v 262728v点评：本题考查了学生对圆周运动的向心力 、天体间的引力公式的理解解题时注意， 由于速度变化而需要的力和由于质量存在而 产生的引力是不同的29v以下说法正确的是( )vA物体的重力不是地球对物体的引力引 起的vB人造地球卫星离地球越远，受到地球 的引力越大vC人造地球卫星绕地球运动的向心力由 地球对它的引力提供vD宇宙飞船内的宇航员处 于失重状态是 由于没有受到引力的作用C30v 3132v点评：本题主要考查万有引力定律的推导过 程中用到的公式v理解各公式的适用条件，明确
9、各量的含义， 根据相应的规律分析33AB34答案：AB35随随 堂堂 练练 习习1关于太阳对行星的引力，下面关于太阳对 行星的引力的说法中正确的是（ ）A太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C太阳对行星的引力是由实验得出的D太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出 来的AD36随随 堂堂 练练 习习2两个行星的质量分别为m1和m2，绕太 阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它 们只受太阳引力的作用，那么这两个行 星的向心加速度之比为（ ）A. 1 B. C. D.D37随随 堂堂 练练
10、 习习3 太阳的两颗行星质量之比 m1m2=12,轨道半径之比R1R2=31， 下列有关数据之比正确的是 ( )A.周期之比T1T2=31B.线速度之比v1v2=31C.向心力之比F1F2=19D.向心加速度之比a1a2=19D38随随 堂堂 练练 习习4.飞船沿半径为R的圆周轨道绕地球运 动，其周期为T。如果飞船要返回地面， 可在轨道上的某一点A处，将速率降低到 适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点 的椭圆轨道运动，椭圆轨道和地球表面在 B点相切，如图所示，如果地球半径为R0 ，求飞船由A点到B点所需要的时间？ 39思思 考考 与与 讨讨 论论1、地球的实际运动为椭圆,那么,在近日 点A，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B呢？AB40
