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1、太阳与行星太阳与行星间的引力的引力为什么行星什么行星绕太阳如此太阳如此调和而又有和而又有规律地律地做做椭圆运运动？提出问题伽利略伽利略行星的运行星的运动是遭到了来自太是遭到了来自太阳的阳的类似于磁力的作用似于磁力的作用 ，与，与间隔成反比。隔成反比。行星的运行星的运行星的运行星的运动动是太阳吸引的是太阳吸引的是太阳吸引的是太阳吸引的缘缘故，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间间隔的平方成反比。隔的平方成反比。隔的平方成反比。隔的平方成反比。 在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。开普勒开普勒笛卡尔笛卡尔胡克胡
2、克一切物体都有合并的一切物体都有合并的趋势。猜测与假设猜测与假设牛牛顿 (16431727) (16431727)英国著名的物理学家英国著名的物理学家 当年牛顿在前人研讨的根底上，也经过类似这样的思索，并凭仗其超凡的数学才干和坚决的信心，深化研讨，最终发现了万有引力定律。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： 假设说我看的比他人更远，那是由于我站在巨人的假设说我看的比他人更远，那是由于我站在巨人的肩膀上。肩膀上。 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)轨道半短道半
3、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假设要处理椭圆轨道的运动，根据如今的知识程度，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 简简简简化化化化 太阳太阳对行星的引力提供向心力，那么行星的引力提供向心力，那么这个力的大小跟哪些要素有关？个力的大小跟哪些要素有关？F假设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：
4、行星做匀速圆周运动需求的向心力的表达式是怎样的？问题探求 ：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3：不同行星的公：不同行星的公转周期是不同的，引周期是不同的，引力跟太阳与行星力跟太阳与行星间的的间隔关系的表达式隔关系的表达式中不中不应出出现周期周期T， 如何消去周期如何消去周期T?开普勒第三定律： 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是受是受力天体力天体还是施力是施力天体的天体的质量？量？演绎与推理弄清研弄清研弄清研弄清研
5、讨对讨对象象象象探求探求1: 太阳太阳对行星的引力行星的引力 FF行行星星太太阳阳F既然太阳既然太阳对行行星有引力，那星有引力，那么行星么行星对太阳太阳有无引力？它有无引力？它有怎有怎样的定量的定量关系？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、太阳之间的间隔的二次方成反比.演绎与推理探求探求2: 行星行星对太阳的引力太阳的引力 F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、太阳之间的间隔的二次方成反比.演绎与推理探求探求3: 太阳与行星太阳与行星间的引力的引力 FF 和和F 是一是一对对作用力和作用力和反作用力，那么可以得反作用力，那么可以得出出F大小跟太阳
6、大小跟太阳质质量量M、行星行星质质量量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：沿着太阳与方向：沿着太阳与行星间的连线行星间的连线 。结论三三: 太阳与行星太阳与行星间引力的大小与太阳的引力的大小与太阳的质量、量、行星的行星的质量成正比，与两者量成正比，与两者间隔的二次方成反隔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，求它们遭到太阳的引力之比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，求它们遭到太阳的引力之比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： 那么两行星遭到的引力分别为 课堂小结今天我今天我们学到了什么学到了什么?古人古人观念念牛牛顿思索思索实际演算演算总结规律律建模建模理想化理想化类比比课后拓展1.地球的实践运动为椭圆,那么,在近日点A，行星所受太阳的引力比它转动所需求的向心力大还是小？远日点B呢？AB再见再见
