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【新步步高】高一物理人教版必修2课件:6.2 太阳与行星间的引力 2


人教版必修2 第六章 万有引力与航天 第二节 太阳与行星间的引力 复 习 开普勒行星运动定律 第一定律:所有行星绕太阳的轨道都是椭圆,太阳 处在椭圆的一个焦点上。 第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线 在相等的时间内扫过相等的面积 第三定律:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方 跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 即 a ? k 2 T 3 k值与中心天体有关, 而与环绕天体无关 什么力来维持行星绕太阳的 运动呢? 科学的足迹 1、伽利略:一切物体都有合并的趋势,这种趋势导 致物体做圆周运动。 2、开普勒:受到了来自太阳的类似与磁力的作用。 3、笛卡儿: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。 4、胡克、哈雷等: 受到了太阳对它的引力,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 圆轨道规律也成立。 5、牛顿:如果太阳和行星间的引力与距离的二次方 成反比,则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意 义下的万有引力定律。 追寻牛顿的足迹 一、太阳对行星的引力 ? 1、设行星的质量为m,速度为v,行星到太阳 的距离为r,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 v F ?m r 2 2、天文观测难以直接得到行星的速度 v,但可以得到行星的公转周期T 有 代入 F? v F ?m r 2 4? mr T 2 2?r v? T 2 3、根据开普勒第三定律 3 r ?k 2 T 3 即 代入得 r T ? k 2 4? mr F? 2 T 2 所以 m F ? 4? k 2 r 2 4、太阳对行星的引力 m F ? 4? k 2 r 2 即 m F? 2 r 太阳对不同行星的引力,与行星的质 量成正比,与行星和太阳间的距离的二 次方成反比。 二、行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律,行星对太阳引 力F`应满足 行 星 F F , ? M r F` 太 2阳 三、太阳与行星间的引力 概括起来有 Mm F? 2 r 则太阳与行星间的引力大小为 Mm F ?G 2 r G比例系数,与太阳、行星的质量无关 方向:沿着太阳和行星的连线 说一说 如果要验证太阳与行星间的引 力规律是否适用于行星与它的卫星, 我们需要观测这些卫星运动的哪些 数据?观测前你对这些数据的规律 有什么假设? 小 结 1、太阳对行星的引力:太阳对不同行 星的引力,与行星的质量m成正比,与 太阳到行星间的距离r的二次方成反比 2、行星对太阳的引力:与太阳 的质量M成正比,与行星到太阳 的距离r的二次方成反比 3、太阳与行星间的引力:与太阳的 质量M、行星的质量m成正比,与 两者距离的二次方成反比 m F? 2 r F′ M ? 2 r Mm F ?G 2 r (1) G是比例系数,与行星、太阳均无关 (2)引力的方向沿太阳和行星的连线 行星绕太阳运动遵守这个规 律,那么在其他地方是否适用 这个规律呢? 课堂练习 1、行星之所以绕太阳运动,是因为 ( C ) A、行星运动时的惯性作用 B、太阳是宇宙的控制中心,所以星体都绕 太阳旋转 C、太阳对行星有约束运动的引力作用 D、行星对太阳有排斥力作用,所以不会落 向太阳 ? ? ? ? ? 2、太阳对行星的引力与行星对太阳的引力 大小相等,其依据是 ( C ) A、牛顿第一定 B、牛顿第二定律 C、牛顿第三定律 D、开普

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