万有引力定律及引力常量的测定

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1、天问遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?……..夜光何德,死则又育?厥利维何,而顾菟在腹?……..导入：从嫦娥奔月到“阿波罗”上天第五章万有引力定律及其应用空间探索之月球之旅1957年10月4日，前苏联第一颗人造卫星上天，拉开了人类航天时代的序幕。前苏联宇航员加加林，于1961年4月12日，乘坐前苏联“东方号”飞船，环绕地球飞行了一圈，历时近两个小时，成为第一位进入太空的人。在人类探索宇宙空间的道路上，留下了许多光辉的足迹，积累了大量丰富的资源。加加林月球是距离地球最近的天体(约38万公里)，是人类进行太空探险的第一站。前苏联1959年发射的月球2号探测器在月球着陆，

2、这是人类的航天器第一次到达地球以外的天体。同年10月，月球3号飞越月球，发回第一批月球背面的照片。1970年发射的月球16号着陆于丰富海，把100克月球土壤送回了地球美国的“徘徊者”3-5号月球探测器“勘测者”月球探测器美国发射的月球轨道器“阿波罗”11号的登月舱“阿波罗”11号宇航员阿尔德林在月球表面宇航员阿尔德林在美国国旗旁留影。“阿波罗”15号的月球车“阿波罗”11号宇航员阿尔德林迈出登月舱“阿波罗”17号的月球车在月球上行驶。环绕月球飞行的“月球勘探者”探测器嫦娥一号问题:人类登月的梦想终于实现,那么人类是如何实现这梦想呢?第5章万有引力定律及其应用第1节万有引力

3、定律及常量的测定1、行星运动的规律“地心说”模型代表人物：亚里士多德；托勒密（一）、地心说托勒密于公元二世纪，提出了自己的宇宙结构学说，即“地心说”.地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动．地心说直到16世纪才被哥白尼推翻.托勒密太阳“日心说”模型代表人物：哥白尼（二）日心说哥白尼在16世纪提出了日心说．日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．1543年哥白尼的《天体运行论》出版，书中详细描述了日心说理论.哥白尼太阳系模型第谷开普勒伽利略牛顿开普勒第一定律（几何定律）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭

4、圆的一个焦点上。一、开普勒定律思考：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同行星绕太阳运行时椭圆轨道相同吗？不同开普勒第二定律（面积定律）对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。由在相等的时间内扫过的面积相等来说，各点的速率并不相同，由近地点到远地点速率由大变小，由远地点到近地点，速率由小到大。思考：行星绕太阳运行时各点的速率相同吗？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。思考：这一定律发现了所有行星的轨道的半长轴与公转半径之间的定量关系，但是比值k是一个与行星无关的常量，你能猜想出它可能跟谁有关吗？

5、根据开普勒第三定律知：所有行星绕太阳运动的半长轴的三次方跟公转周期的而次方的比值是一个常数k,可以猜想，这个“k”一定与运动系统的物体有关，因为常数k对于所有行星都相同，而各行星是不一样的，故跟行星无关，而在运动系统中除了行星就是中心天体—太阳，故这一常数一定与中心天体—太阳有关。１、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（）A、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。C、离太阳越近的行星运动周期越长。D、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。D２、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期T的平方与轨

6、道半径r的三次方的比为常数，设T2/r3=k,则常数k的大小()A.只与恒星的质量有关B.与恒星的质量及行星的的质量有关C.只与行星的质量有关D.与恒星的质量及行星的的速度有关小结：R3/T2=k，无论是对于不同行星绕太阳转还是对于不同卫星绕同一个行星转，都是合适的，只是k值不同，k与行星或卫星无关，仅与中心天体有关。A伽利略开普勒笛卡儿胡克哈雷合并趋势磁力作用太阳漩涡太阳引力F∝1/r2无法证明在椭圆轨道下，引力也遵循同样的规律，更没能严格地证明这种引力的一般规律。关于行星运动的各种动力学解释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二次方成反比，则行星的轨迹

7、是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。亚里士多德上帝推动牛顿在前人研究成果的基础上，凭借他超凡的数学能力发现了万有引力定律，比较完美的给出了天体的运动规律。2、万有引力定律②数学推导，总结规律根据圆周运动的知识可知，行星必然受到太阳的引力用来充当向心力③科学推想，形成等式④实验验证，形成概念万有引力定律表达式G为万有引力常量①建立模型，温故探新行星运动的椭圆轨道离心率很接近于1，我们把它理想化为一个圆形轨道比例系数G于100多年后才被测定(1687－1798)？月球到地球距离r=60R,把苹果移到月球轨道上,求其重力加速