【课件】天地力的综合：万有引力定律课件-2022-2023学年高一下学期物理鲁科版(2019)必修第二册

万有引力定律Newton’sLawof

UniversalGravitation_____________________________________________代表人物：托勒密一、人们对行星运动规律的认识过程1、地心说观点：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。时间：公元２世纪代表人物：哥白尼2、日心说观点：太阳才是宇宙的中心，太阳是静止不动的，地球和其他行星都在围绕太阳做匀速圆周运动。例证：1609年，伽利略发明了望远镜，他发现了围绕木星转动的卫星，进一步表明地球不是所有天体运动的中心。(1)天才观测家：

第谷·布拉赫3、对天体运动的进一步研究(2)真理超出期望:

开普勒二、开普勒三定律1、开普勒第一定律（轨道定律）所有的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。椭圆：平面内与两个定点F1、F2的距离之和等于常数（大于|F1F2|）的点的轨迹叫做椭圆，这两个定点叫做椭圆的焦点，两焦点间的距离叫做焦距。半长轴：|OA1|=|OA2|

半短轴：|OB1|=|OB2|焦点：F1、F2

焦距：|F1F2|1、开普勒第一定律F1

F22、开普勒第二定律（面积定律）任何一个行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。你能分析近日点与远日点速率大小关系吗？2、开普勒第二定律近日点速率最大，远日点速率最小太阳行星FaOa：半长轴T：公转周期3、开普勒第三定律（周期定律）行星绕太阳运行轨道半长轴的立方与其公转周期的平方成正比。行星半长轴a(×106km)公转周期T(天)a3T2k水星5787.973.34金星1082253.35地球1493653.35火星2286873.35木星77843333.35土星1426107593.34天王星2869306863.35海王星4495601883.343、开普勒第三定律比值k是由中心天体所决定的。卫星半长轴a(×106km)公转周期T(天)a3T2k同步卫星0.04241

月球0.384427.333、开普勒第三定律0.00007620.0000762注意：

1.开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过是中心天体不同，比值k不同。3、开普勒第三定律注意：２.定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的，它为万有引力定律的发现奠定了基础。牛顿(1643—1727)英国著名的物理学家牛顿在前人研究的基础上，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。三、太阳与行星间的引力行星轨道半长轴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化简

1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心;

2、对某一行星来说，它绕太阳做匀速圆周运动;

3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。建立模型F太阳Ｍ行星ｍｒＶ太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力：科学探究消去v消去T探究1:太阳对行星的引力F科学探究F行星太阳F′类比法牛三行星对太阳的引力F′跟太阳的质量M成正比，与轨道半径r的平方成反比.太阳对行星的引力F与受力星体的质量m成正比，与轨道半径r的平方成反比.探究2:行星对太阳的引力F′【说明】1.m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离，2.G为引力常数G=6.67×10－11

N·m2/kg2由卡文迪许测出1、内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，引力的方向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。2、数学表达式为：

rm1m2FF引力常数的测定——卡文迪许扭秤G=6.67×10－11

N·m2/kg2引力常量的物理意义——它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力。【注意】（1）万有引力公式适应于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用（2）r—质点间的距离（或球心距）（3）两个物体之间的万有引力是一对相互作用力（4）自然界的任何两物体之间都存在万有引力万有引力定律：rm1m2FF【例题】如图所示是行星m绕恒星M运动的情况示意图，则下列说法正确的是(

)A．速度最大点是B点B．速度最小点是C点C．m从A到B做减速运动D．m从B到A做减速运动C【例题】地球的质量大约为月球质量的81倍。一飞行器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为

。【答案】9:1由：得：mMm0【例题】火星的半径是地球半径的一半