太阳与行星间的引力课件PPT.ppt

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1、第二节太阳对行星的引力开普勒三定律开普勒第一定律——轨道定律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。开普勒第二定律——面积定律对每个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间扫过相等的面积;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.太阳行星b=va问题探究行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动呢？伽利略行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用，与距离成反比。行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。在行星的周围有

2、旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。开普勒笛卡尔胡克一切物体都有合并的趋势。科学足迹科学足迹牛顿(1643—1727)英国著名的物理学家当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似的思考，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，深入研究，最终发现了万有引力定律。建立模型问题1：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能否把它简化成什么运动呢？太阳行星a行星轨道半长轴a(106km)轨道半短轴b(106km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5

3、火星227.9226.9木星778.3777.4土星1427.01424.8天王星2882.32879.1海王星4523.94523.8八大行星轨道数据表d太阳=1.39×106km行星直径d(106km)0.00480.0120.0130.00680.1430.120.00510.0049建立模型太阳行星r太阳行星a问题2：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动呢？为什么？简化问题3:行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？这个力的方

4、向怎么样？建立模型问题4：太阳对行星的引力提供向心力，那这个力大小有什么样定量关系？F太阳Ｍ行星ｍｒＶ科学探究消去v行星运行速度v容易观测？怎么办？消去T科学探究关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？探究1:太阳对行星的引力F太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.F′问题5：既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有无引力？它有怎么样的定量关系呢？F行星太阳科学探究探究2:行星对太阳的引力F′F行星太阳F′类比法行星对太阳的引力F′跟太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方

5、成反比.太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.科学探究探究3:太阳与行星间的引力F类比法F和F′是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式有什么关系？牛三G为比例系数，与太阳、行星无关。方向：沿着太阳与行星间的连线。月亮绕地球运行苹果落地月亮绕地旋转所需要的向心力、地球对地表物体的重力与太阳行星间的引力是不是都是相同的力呢？……这个问题引起了牛顿的沉思。如果你是牛顿，你会怎样解决这个猜想？一、牛顿的思考牛顿的思考：苹果与月亮受到的力可能是同一

6、种力!可能是地球表面的重力延伸到月亮。而且它们都是类似太阳行星间的引力，它们都应遵从“与距离平方成反比”的关系。一、牛顿的思考证明苹果、月亮受力满足“平方反比”的关系当时已知的一些量：地表重力加速度：g=9.8m/s2地球半径：R=6400×103m月亮周期：T=27.3天≈2.36×106s月亮轨道半径：r≈60R二、牛顿的月地检验那么，通过这些已知条件如何来证明：苹果、月亮受力也满足“平方反比”的关系呢？当时已知的一些量：地表重力加速度：g=9.8m/s2地球半径：R=6400×103m月亮周期：T=2

7、7.3天≈2.36×106s月亮轨道半径：r≈60R？计算验证：二、牛顿的月地检验计算结果：牛顿的这一猜想非常大胆，将天上和人间连接在了一起！三、牛顿的智慧牛顿再度思考：既然太阳行星间、地球月球间、地球物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？三、牛顿的智慧自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。表达式：三、牛顿的智慧牛顿的这一大胆的推广，充分体现了牛顿非凡的智慧！！！四、万有引力定律内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力

8、的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。G为引力常量，r为两物体的中心距离。表达式：五、万有引力定律的验证1、哈雷彗星回归预测哈雷彗星1682年8月出现1758年12月25日晚回归哈雷2、引力常量的测量【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？科学方法——放大法卡文迪许卡文迪许扭秤实验G值为6.67×10-11Nm2/kg2G值的物理含义：两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之