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1、一、知识回顾：一、知识回顾：1 1、天体运动的两种学说天体运动的两种学说 在古代，人们对于天体的运动存在着在古代，人们对于天体的运动存在着_和和_两种对立的看法。两种对立的看法。地心说地心说日心说日心说一、知识回顾：一、知识回顾：地球地球2 2、地心说地心说内容内容: :认为认为_是静止不动的，是静止不动的， _是是宇宙的中心，太阳和月亮以及其他行星绕宇宙的中心，太阳和月亮以及其他行星绕_转动。转动。代表人物：代表人物：_地球地球地球地球托勒密托勒密托勒密（托勒密（90-168）一、知识回顾：一、知识回顾：地球地球3 3、日心说日心说太阳太阳哥白尼哥白尼内容内容: :_并不是宇宙的中心，并不是
2、宇宙的中心，_是静止不动的，地球和其他行星都是围绕着是静止不动的，地球和其他行星都是围绕着太阳做太阳做_运动运动代表人物：代表人物：_匀速圆周匀速圆周太阳太阳单单1 1下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )( )A A地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动都绕地球运动B.B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C.C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动运动D D“地心说地心说”和哥白尼提出的和哥白尼提出的“日心说日心说”现在现在看来都是不正确的看来都是不
3、正确的D 一、知识回顾：一、知识回顾：4 4、开开普勒行星运动定律普勒行星运动定律第一定律：第一定律：太阳太阳行星行星b ba a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。一、知识回顾：一、知识回顾：4 4、开开普勒行星运动定律普勒行星运动定律第二定律：第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内线在相等的时间内扫过相等的面积扫过相等的面积。一、知识回顾：一、知识回顾：4 4、开开普勒行星运动定律普勒行星运动定律第三定律：第三定律：所有行星的轨道的所有行星的轨道的半长轴半
4、长轴的三次方跟的三次方跟它的它的公转周期公转周期的二次方的比值都相等。的二次方的比值都相等。一、知识回顾：一、知识回顾：5 5、开开普勒行星运动定律理解普勒行星运动定律理解（1 1）、）、描述对象是太阳系中行星的运动规律，描述对象是太阳系中行星的运动规律，可是适用所有中心体模型可是适用所有中心体模型比如：人造卫星绕地球的运动模型比如：人造卫星绕地球的运动模型一、知识回顾：一、知识回顾：5 5、开开普勒行星运动定律理解普勒行星运动定律理解近日点的速度要大于远日点的速度近日点的速度要大于远日点的速度如果轨道是一个圆，则行星做匀速圆周运动如果轨道是一个圆，则行星做匀速圆周运动不同行星与太阳的连线在相
5、等的时间扫过的面不同行星与太阳的连线在相等的时间扫过的面积并不相等。积并不相等。（2 2）、）、由开普勒第二定律能够得到的信息由开普勒第二定律能够得到的信息一、知识回顾：一、知识回顾：5 5、开开普勒行星运动定律理解普勒行星运动定律理解（3 3）、）、应用开普勒第三定律要注意应用开普勒第三定律要注意如果轨道是圆，则半长轴等于圆的半径如果轨道是圆，则半长轴等于圆的半径 K K值只与中心体的质量有关值只与中心体的质量有关行星绕太阳运行的周期只与轨道半径或半长轴行星绕太阳运行的周期只与轨道半径或半长轴有关，与行星的质量、密度、大小等无关有关，与行星的质量、密度、大小等无关单单1.1.科学家们推测，太
6、阳系的第十颗行星就在地球科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是类一直未能发现它，可以说是“隐居隐居”着的地球的着的地球的“孪生兄弟孪生兄弟”由以上信息可以确定：由以上信息可以确定：A.A.这颗行星的公转周期与地球相等这颗行星的公转周期与地球相等 B B这颗行星的半径等于地球的半径这颗行星的半径等于地球的半径C.C.这颗行星的密度等于地球的密度这颗行星的密度等于地球的密度 D D这颗行星上同样存在着生命这颗行星上同样存在着生命多多2.2.根据德国天文学家开普勒的行星运动三定律，根据
7、德国天文学家开普勒的行星运动三定律，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A A 所有行星都绕太阳做匀速圆周运动，太阳处在所有行星都绕太阳做匀速圆周运动，太阳处在圆心上圆心上B B 所有行星都绕太阳做椭圆轨道运动，太阳处在所有行星都绕太阳做椭圆轨道运动，太阳处在椭圆的一个焦点上椭圆的一个焦点上C C 离太阳较远的行星，围绕太阳转一周的时间长离太阳较远的行星，围绕太阳转一周的时间长D D 地球绕太阳运动的速率是不变的地球绕太阳运动的速率是不变的多多3.3.由于多数行星的运动轨迹接近圆，开普勒行星由于多数行星的运动轨迹接近圆，开普勒行星运动规律在中学阶段可以近似处理成圆周运动，其运动规律在中学阶
8、段可以近似处理成圆周运动，其中包括：中包括：A A 行星做匀速圆周运动行星做匀速圆周运动 B B 太阳处于圆周的中心太阳处于圆周的中心C C 中的中的R R 即为圆周的半径即为圆周的半径 D D 所有行星的周期都和地球公转的周期相同所有行星的周期都和地球公转的周期相同单单4 4：关于行星绕太阳运动的下列说法正确的是：关于行星绕太阳运动的下列说法正确的是（ ）A A：所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动：所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B B：行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中：行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处心处C C：离太阳越近的行星运动周期越长：离太阳越近的行星运动周期越
9、长D D：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周：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期的二次方的比值都相等D 多多5 5、关于开普勒第三定律的公式，下列说法正、关于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（确的是（ ）A A：k k值对所有天体的值都相同值对所有天体的值都相同B B：该公式适用于围绕太阳运行的所有行星：该公式适用于围绕太阳运行的所有行星C C：该公式也适用于围绕地球运行的所有行星：该公式也适用于围绕地球运行的所有行星D D：以上说法都不对：以上说法都不对BC 二、是什么原因使行星绕太阳运动二、是什么原因使行星绕太阳运动？伽利略伽利略伽利略伽利略：一切物体
10、都有合并的趋一切物体都有合并的趋一切物体都有合并的趋一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运势，这种趋势导致物体做圆周运势，这种趋势导致物体做圆周运势，这种趋势导致物体做圆周运动。动。动。动。二、是什么原因使行星绕太阳运动二、是什么原因使行星绕太阳运动？开普勒：开普勒：开普勒：开普勒：受到了来自太阳的类似受到了来自太阳的类似受到了来自太阳的类似受到了来自太阳的类似于磁力的作用。于磁力的作用。于磁力的作用。于磁力的作用。二、是什么原因使行星绕太阳运动二、是什么原因使行星绕太阳运动？笛卡儿：笛卡儿：笛卡儿：笛卡儿：在行星的周围有旋转在行星的周围有旋转在行星的周围有旋转在行星的周围有旋转的物
11、质的物质的物质的物质( ( ( (以太）作用在行星上，以太）作用在行星上，以太）作用在行星上，以太）作用在行星上，使得行星绕太阳运动。使得行星绕太阳运动。使得行星绕太阳运动。使得行星绕太阳运动。二、是什么原因使行星绕太阳运动二、是什么原因使行星绕太阳运动？胡克、哈雷等胡克、哈雷等胡克、哈雷等胡克、哈雷等: : : :受到了太阳对它受到了太阳对它受到了太阳对它受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道的引力，证明了如果行星的轨道的引力，证明了如果行星的轨道的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟是圆形的，其所受的引力大小跟是圆形的，其所受的引力大小跟是圆形的，其所受的引力大小跟行
12、星到太阳的距离的二次方成反行星到太阳的距离的二次方成反行星到太阳的距离的二次方成反行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律比，但没法证明在椭圆轨道规律比，但没法证明在椭圆轨道规律比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。也成立。也成立。也成立。二、是什么原因使行星绕太阳运动二、是什么原因使行星绕太阳运动？牛顿：牛顿：牛顿：牛顿：在前人研究的基础上，凭在前人研究的基础上，凭在前人研究的基础上，凭在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如借他超凡的数学能力证明了：如借他超凡的数学能力证明了：如借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的果太阳和行星间的引力与距离的果太
13、阳和行星间的引力与距离的果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是二次方成反比，则行星的轨迹是二次方成反比，则行星的轨迹是二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆椭圆椭圆椭圆. . . .并且阐述了普遍意义下的万并且阐述了普遍意义下的万并且阐述了普遍意义下的万并且阐述了普遍意义下的万有引力定律有引力定律有引力定律有引力定律。三、三、太阳对行星的引力：太阳对行星的引力：追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹引力大小跟什么有关引力大小跟什么有关？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，行星到太阳的距，行星到太阳的距离为离为r r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为，则行星
14、绕太阳做匀速圆周运动的向心力为多少？多少？三、三、太阳对行星的引力：太阳对行星的引力：F太阳太阳行星行星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，行星到太阳的距，行星到太阳的距离为离为r r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为多少？多少？三、三、太阳对行星的引力：太阳对行星的引力：F太阳太阳行星行星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，行星到太阳的距，行星到太阳的距离为离为r r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为多少？多少？三、三、太阳对行星的引力：太阳对行
15、星的引力：F太阳太阳行星行星太阳对行星的引力太阳对行星的引力 :即即: :这表明：太阳对不同行星的引力，与这表明：太阳对不同行星的引力，与行星的质量行星的质量成成正比正比，与行星和太阳间的，与行星和太阳间的距离的二次方距离的二次方成反比成反比。根据牛顿第三定律，行星对太阳引力根据牛顿第三定律，行星对太阳引力F F应满足应满足2rMF F四、四、行星对太阳的引力：行星对太阳的引力：合二为一合二为一：注：注：G G是比例系数，与太阳、行星的质量无是比例系数，与太阳、行星的质量无关关写成等式就是：写成等式就是：单单1.1.关于地球和太阳，下列说法正确的是（关于地球和太阳，下列说法正确的是（ ） A.
16、A.地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小；地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小； B.B.地球绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的地球绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的引力；引力； C.C.太阳对地球的作用力有引力和向心力；太阳对地球的作用力有引力和向心力； D.D.在地球对太阳的引力作用下，太阳绕地球做圆在地球对太阳的引力作用下，太阳绕地球做圆周运动。周运动。B B单单2.2.对于太阳对行星的引力表达式对于太阳对行星的引力表达式下面说法正确的是（下面说法正确的是（） A A公式中公式中G G常量，与太阳和行星均无关；常量，与太阳和行星均无关； B B公式中公式中G G由太阳与行星间的距离，
17、作用力和质量由太阳与行星间的距离，作用力和质量决定；决定； C CM M和和m m受到的引力总是大小相等，方向相反，是一受到的引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力；对平衡力； D DM M和和m m受到的引力总是大小相等，方向相反，是作受到的引力总是大小相等，方向相反，是作用力和反作用力。用力和反作用力。ADAD 单单3 3、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.A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力质的力 B.B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星行星对太阳的引力与太
18、阳的质量成正比，与行星的质量无关的质量无关 C.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.D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与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行星距太阳的距离成反比 A A多多4 4下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是（的是（ ） A.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.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.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.D.离太阳越近的行星受到太阳的引力越大离
19、太阳越近的行星受到太阳的引力越大 BC BC 多多5 5一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有（这些小行星具有（ ） A.A.相同的速率相同的速率 B.B.相同的加速度相同的加速度 C.C.相同的运转周期相同的运转周期 D.D.相同的角速度相同的角速度 ACD ACD四、万有引力的成就四、万有引力的成就1 1、万有引力定律的内容：万有引力定律的内容：自然界中任何两个物体都相互吸引自然界中任何两个物体都相互吸引, ,引力的大小与物引力的大小与物体的质量体的质量m1m1和和m2m2的的乘积成正比乘积成正比, ,与它们之间与它们之间距离距离r r的二的二次
20、方成反比次方成反比. .式中式中G=6.6710-11Nm2/kg2G值的物理意义：值的物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是引力常量在数值上等于两个质量都是1kg1kg的质点相距的质点相距1m1m时的相互吸引力。时的相互吸引力。问题问题 ：如何用月：如何用月-地检验万有引力正确性地检验万有引力正确性比较地面的加速度与月球处地球产生的加速度比较地面的加速度与月球处地球产生的加速度2 2、万有引力的几个特点万有引力的几个特点 ：普遍性普遍性相互性相互性宏观性宏观性3 3、公式使用条件公式使用条件 ：两个可以看成质点物体之间两个可以看成质点物体之间两个质量分布均匀的球体之间两个质量分布均匀的球
21、体之间质量分布均匀的质量分布均匀的球壳与球之间的引力之间球壳与球之间的引力之间4 4、万有引力定律的两个重要推论、万有引力定律的两个重要推论 ：在匀质球层的空腔内的任意位置处，在匀质球层的空腔内的任意位置处，质点受到球壳万有引力的合力为零。质点受到球壳万有引力的合力为零。即即F04 4、万有引力定律的两个重要推论、万有引力定律的两个重要推论 ：在匀质球体内部距离球心在匀质球体内部距离球心r处，质点受处，质点受到的万有引力就等于半径为到的万有引力就等于半径为r的球体的引力的球体的引力假设地球是一半径为假设地球是一半径为R R、质量分布均匀的球体。一矿、质量分布均匀的球体。一矿井深度为井深度为d
22、d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为比为A. B. C. D. A A四、万有引力理论的成就：四、万有引力理论的成就：1 1、计算天体质量计算天体质量如果不考试天球自转的影响，如果不考试天球自转的影响，地面上质量为地面上质量为m的物体的物体所受的所受的重力重力mg等于等于天体对物体的天体对物体的万有引力：万有引力：方法一：方法一：例例1 1、设地面附近的重力加速度、设地面附近的重力加速度g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，地球半径，地球半径R R =6.4=6.
23、410106 6m m，引力常量，引力常量G=6.67G=6.671010-11-11 N Nm m2 2 / kg/ kg2 2 ，试，试估算地球的质量。估算地球的质量。 卡文迪许卡文迪许被称为能称出地球质量的人被称为能称出地球质量的人例例2 2、宇航员站在一个星球表面上的某高处、宇航员站在一个星球表面上的某高处h h自由释自由释放一小球，经过时间放一小球，经过时间t t落地，该星球的半径为落地，该星球的半径为R R，你，你能求解出该星球的质量？能求解出该星球的质量？ 四、万有引力理论的成就：四、万有引力理论的成就：1 1、计算天体质量计算天体质量以环绕体为研究对象，求中心体的质量以环绕体为
24、研究对象，求中心体的质量方法二：方法二：多多3.3.利用下列哪组数据可以计算出地球的质量利用下列哪组数据可以计算出地球的质量 （ ）A. A. 地球半径地球半径R R和地球表面的重力加速度和地球表面的重力加速度g gB. B. 卫星绕地球运动的轨道半径卫星绕地球运动的轨道半径r r和地球表面的重力和地球表面的重力加速度加速度g gC. C. 卫星绕地球运动的轨道半径卫星绕地球运动的轨道半径r r和和角速度角速度D. D. 卫星绕地球运动的线速度卫星绕地球运动的线速度V V和周期和周期T TACDACD4.4.已知引力常数已知引力常数G G和下列各组数据，哪组数据能计算和下列各组数据，哪组数据能
25、计算出一颗绕太阳运行的未知星球的质量：出一颗绕太阳运行的未知星球的质量：A.A.该星球绕太阳运行的周期及该星球离太阳的距离该星球绕太阳运行的周期及该星球离太阳的距离B.B.在该星球上平抛物体的高度和初速度在该星球上平抛物体的高度和初速度C.C.绕星球表面附近运行卫星的速度和运行周期绕星球表面附近运行卫星的速度和运行周期D. D. 绕星球表面附近运行卫星的向心加速度和该星绕星球表面附近运行卫星的向心加速度和该星球的重力加速度球的重力加速度四、万有引力理论的成就：四、万有引力理论的成就：2 2、计算天体密度计算天体密度5 5已知万有引力常量为已知万有引力常量为G G，则在下列给出的各种情景，则在下
26、列给出的各种情景中，能求出月球密度的是中，能求出月球密度的是（ ） A A在月球表面上让一个小球做自由落体运动，测在月球表面上让一个小球做自由落体运动，测出下落的高度出下落的高度H H和时问和时问t t B B测出月球绕地球做匀速圆周运行的周期测出月球绕地球做匀速圆周运行的周期T T和轨道和轨道半径半径r r C C发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径卫星的轨道半径r r，和卫星的周期，和卫星的周期T T， D D发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的探月飞船测出飞船运行的周期的探月飞船测出飞
27、船运行的周期T T6.6.已知引力常数已知引力常数G G和下列各组数据，哪组数据能计算和下列各组数据，哪组数据能计算出一颗绕太阳运行的未知星球的质量：出一颗绕太阳运行的未知星球的质量：A.A.该星球绕太阳运行的周期及该星球离太阳的距离该星球绕太阳运行的周期及该星球离太阳的距离B.B.在该星球上平抛物体的高度和初速度在该星球上平抛物体的高度和初速度C.C.绕星球表面附近运行卫星的速度和运行周期绕星球表面附近运行卫星的速度和运行周期D. D. 绕星球表面附近运行卫星的向心加速度和该星绕星球表面附近运行卫星的向心加速度和该星球的重力加速度球的重力加速度四、万有引力理论的成就：四、万有引力理论的成就：
28、3 3、发现未知天体发现未知天体背景：背景： 17811781年由英国物理学家威廉赫歇尔发现了天年由英国物理学家威廉赫歇尔发现了天王星，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力王星，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力定律推测的结果有一些误差定律推测的结果有一些误差 理论轨道理论轨道实际轨道实际轨道四、万有引力理论的成就：四、万有引力理论的成就：3 3、发现未知天体发现未知天体海王星海王星海王星的轨道由海王星的轨道由英国英国的剑桥大学的学生的剑桥大学的学生亚亚当斯当斯和和法国法国年轻的天年轻的天文爱好者文爱好者勒维耶勒维耶各自各自独立计算出来。独立计算出来。18461846年年9 9月月2
29、323日晚，由德国日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了的位置附近发现了这颗行星这颗行星, ,人们称其人们称其为为“笔尖下发现的行笔尖下发现的行星星” 。英国的英国的亚当斯亚当斯和法国的和法国的勒维耶勒维耶6 6、已知引力常量、已知引力常量G G、地球绕太阳做匀速圆周运动的、地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为轨道半径为r r，地球绕太阳运行的周期，地球绕太阳运行的周期T T，仅利用这，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有三个数据，可以估算出的物理量有( )( ) A. A.地球的质量地球的质量 B.B.太阳的质量太阳的质量 C.C.太阳的半径太阳的半径 D.D.地球绕太阳的运行速率地球绕太阳的运行速率 BD 7、组组成成星星球球的的物物质质是是靠靠引引力力吸吸引引在在一一起起的的，这这样样的的星星球球有有一一个个最最大大的的自自转转速速率率。由由此此能能得得到到半半径径为为R R、密密度度为为、质质量量为为M M且且均均匀匀分分布布的的星星球球的的最最小自转周期小自转周期T T，下列表达式中正确的是下列表达式中正确的是( )( ) A、T= B、T= C、T= D、T=AD
