2013人教版必修二《太阳与行星间的引力》课件

开普勒三定律 知知 识识 回回 顾顾 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 =v a 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？ 2 太阳与行星间的引力 第六章 万有引力与航天 伽利略 行星的运动是行星的运动是受到了来自太受到了来自太 阳的类似于磁力的作用阳的类似于磁力的作用 ， 与距离成反比。与距离成反比。 行星的运动是太阳吸引的缘故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，并且力的大小与到太阳距离的平 方成反比。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 笛卡尔 胡克 一切物体都有合并的趋势。一切物体都有合并的趋势。 科科 学学 足足 迹迹 科科 学学 足足 迹迹 牛顿 (16431727) 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 类似这样的思考，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。 牛顿在1676年给友人的信中写道： 如果说我看的比别人更远， 那是因为我站在巨人的肩膀上。 建建 立立 模模 型型 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 火星227.9 226.9 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=1.39106 km 行星直径 d (106km) 0.0048 0.012 0.013 0.0068 0.143 0.12 0.0051 0.0049 建建 立立 模模 型型 太阳 行星 r 太阳 行星 a 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 ？为什么？ 简 化 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？ 这个这个 力的方向怎么样？力的方向怎么样？ 建建 立立 模模 型型 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 行星 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 行星 太阳 F 既然太阳对行 星有引力，那 么行星对太阳 有无引力？它 有怎么样定量 的关系？ 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 牛 三 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 F 类比法 牛 三 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 。 在1665年，具有高明的数学才能的牛 顿，根据自己独特的思维推导得出：太阳 对行星的引力与距离平方成反比。但没有 弄清这个引力就是提供圆周运动所需要向 心力，也没有推导得出行星绕太阳做椭圆 运动时，太阳对行星的引力也存在距离平 方成反比。在1679年，牛顿在与胡克等人 的交流中，逐渐清楚圆周运动一定需要太 阳对行星的与距离平方成反比的引力，并 应用微积分，推导得出了行星绕太阳做椭 圆运动时，太阳对行星的引力也存在距离 平方成反比的数学关系式。 阅阅 读读 材材 料料 科学有险阻，攻艰莫畏难。 课课 堂堂 小小 结结 今天我们学到了什么? 古人 观点 牛顿 思考 理论 演算 总结 规律 建模 理想化 类比 1、下列关于行星对太阳的引力的说法 中正确的是（ ） A.行星对太阳的引力与太阳对行星的 引力是同一性质的力 B.行星对太阳的引力与太阳的质量成 正比，与行星的质量无关 C.太阳对行星的引力大于行星对太阳 的引力 D.行星对太阳的引力大小与太阳的质 量成正比，与行星距太阳的距离成反比 随随 堂堂 练练 习习 A 2、两个行星的质量分别为m1和m2，绕 太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它 们只受太阳引力的作用，那么这两个行 星的向心加速度之比为（ ） A1 B. C. D. 随随 堂堂 练练 习习 D 3下面关于行星绕太阳旋转的说 法中正确的是（ ） A.离太阳越近的行星周期越大 B.离太阳越远的行星周期越大 C.离太阳越近的行星的向心加 速度越大 D.离太阳越近的行星受到太阳 的引力越大 随随 堂堂 练练 习习 BC 4一群小行星在同一轨道上绕太阳 旋转，这些小行星具有（ ） A.相同的速率 B.相同的加速度 C.相同的运转周期 D.相同的角速度 随随 堂堂 练练 习习 ABCD 思思 考考 与与 讨讨 论论 1.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? 太阳 行星 卫星 思思 考考 与与 讨讨 论论 2.地球的实际运动为椭圆,那么, 在近日点A，行星所受太阳的引力 比它转动所需要的向心力大还是小 ？远日点B呢？ A B 思思 考考 与与 讨讨 论论 3、请你运用已有知识，分析开 普勒第二定律所描述