《人教版物理高中必修二太阳与行星间的引力课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版物理高中必修二太阳与行星间的引力课件（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力为什么行星绕太阳如此和谐而又有规律地为什么行星绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？做椭圆运动？提出问题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 ，与距离成反比。与距离成反比。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故，并且力的大小与到太阳故，并且力的大小与到太阳故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。距离的平方成反比。距离的平方成反比。距离的平方成反比。 在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运
2、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。猜想与假设猜想与假设牛顿牛顿 (16431727)(16431727)英国著名的物理学家英国著名的物理学家 当年牛顿在前人当年牛顿在前人研究的基础上，也研究的基础上，也经过类似这样的思经过类似这样的思考，并凭借其超凡考，并凭借其超凡的数学能力和坚定的数学能力和坚定的信念，深入研究，的信念，深入研究，最终发现了最终发现了万有引万有引力定律力定律。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，那是因为我站在巨人的如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。肩膀
3、上。 问题1行星绕太阳运动的轨道是怎样的?由开普勒第一定律可知：行星绕太阳运动轨道是椭圆. 简化模型行行 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)水星水星57.956.7金星金星108.2108.1地球地球149.6149.5火星火星227.9 226.9木星木星778.3777.4土星土星1427.01424.8天王星天王星2882.32879.1海王星海王星4523.94523.8问题2若要解决椭圆轨道的运动，根据现在的知识水平，可作如何简化?八大行星轨道数据表建立模型太阳太阳行星行星r太阳太阳行星行星a 简化 太阳对行星的引力提供向心力，那么太阳对行星
4、的引力提供向心力，那么这个力的大小跟哪些因素有关？这个力的大小跟哪些因素有关？F若已知某行星做匀速圆周运动的轨道半径为r，线速度为v，质量为m。问题1：行星做匀速圆周运动需要的向心力的表达式是怎样的？问题探究 ：演绎与推理问题2：天文观测难以直接得到行星运动的线速度v，但可得到行星的公转周期T，线速度v与公转周期T的关系是怎样的？写出用公转周期T表示的向心力的表达式。 消去消去v演绎与推理问题问题3：不同行星的公转周期是不同的，引：不同行星的公转周期是不同的，引力跟太阳与行星间的距离关系的表达式力跟太阳与行星间的距离关系的表达式中不应出现周期中不应出现周期T， 如何消去周期如何消去周期T?开普
5、勒第三定律： 消去消去T演绎与推理消去消去v消去消去T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？演绎与推理弄清研究对象弄清研究对象弄清研究对象弄清研究对象探究探究1: 太阳对行星的引力太阳对行星的引力 FF行行星星太太阳阳F既然太阳对行既然太阳对行星有引力，那星有引力，那么行星对太阳么行星对太阳有无引力？它有无引力？它有怎样的定量有怎样的定量关系？关系？结论一：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，与行星、太阳之间的距离的二次方成反比.演绎与推理探究探究2: 行星对太阳的引力行星对太阳的引力 F类类比比法法结论二：行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比，与行星
6、、太阳之间的距离的二次方成反比.演绎与推理探究探究3: 太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 FF 和和F 是一对作用力和是一对作用力和反作用力，那么可以得反作用力，那么可以得出出F大小跟太阳质量大小跟太阳质量M、行星质量行星质量m有什么关系有什么关系？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：方向：沿着太阳与行星间的连线连线 。结论三结论三: 太阳与行星间引力的大小与太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反成正比，与两者距离的二次方成反比比得出结论例题1、两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动，它们的质量之比m1：m2=p，轨道半径之比r1：r2=q，求它们受到太阳的引力之比F1：F2例题1、两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动，它们的质量之比m1：m2=p，轨道半径之比r1：r2=q，求它们受到太阳的引力之比F1：F2式中G为比例系数，M为太阳质量。解：根据行星与太阳间的引力表达式： 则两行星受到的引力分别为 课堂小结今天我们学到了什么今天我们学到了什么?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课后拓展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？AB再见再见
