人教版必修二62《太阳与行星间的引力》ppt课件_1

第二节 太阳与行星间的引力 第三节 万有引力定律 【学习目标 】: 一、知识与技能 : 1.理解太阳与行星间引力的存在； 2.理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式. 二、过程与方法: 根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间 的引力表达式;了解万有引力定律得出的思路和过程. 三、情感态度与价值观: 科学精神、科学思想方法的培养； 【重难点】： 重点:万有引力定律的理解. 难点:太阳与行星间的引力公式的推导过程; 万有引力定律得出的思路和过程. 一.回顾开普勒定律 *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 _，太阳 处在所有椭圆的 _ 上。 *开普勒第二定律（面积定律） *开普勒第三定律（周期定律） 所有行星的轨道的 _的三次方跟 _的 二次方的比值都相等。 即： k值与中心天体有关，而与环绕天体无关。 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等 的时间内扫过相等的面积。 椭圆 半长轴公转周期 一个焦点 开普勒定律发现之后，人们开始思考这样的问题： 是什么力来维持行星绕太阳的运动呢？ 围绕这个问题，许多科学家提出 了自己的观点： 开普勒开普勒 ( (1571-1630)1571-1630) 伽利略伽利略 (1564-1642)(1564-1642) 笛卡儿笛卡儿 (1596-1650)(1596-1650) 行星围绕太阳运动是因为受到了太阳对它行星围绕太阳运动是因为受到了太阳对它 的引力，提出如果行星的轨道是圆形的，的引力，提出如果行星的轨道是圆形的， 它所受的引力大小跟行星到太阳的距离的它所受的引力大小跟行星到太阳的距离的 二次方成反比二次方成反比. .但没法证明在椭圆轨道规但没法证明在椭圆轨道规 律也成立。律也成立。 牛顿时代： 胡克等人胡克等人 (1652-1746)(1652-1746) 最后，牛顿在前人研究的基础上 ，利用自己的运动定律把行星的 向心加速度和和太阳对他的引力 联系起来了。 这节课，我们就重温牛顿发现万有 引力定律的过程。 伟大的发现源于简单的猜想： 1.猜想：太阳对行星的引力F应该与行星 到太阳的距离r有关，许多经验使人很 容易想到这一点。那么F与r的定量关系 是什么？ 2.简化模型：行星轨道按照“圆”来处理； 二、太阳对行星的引力： (1)(1)行星绕太阳运动需要的向心力？行星绕太阳运动需要的向心力？ (2)(2)天文观测行星速度天文观测行星速度V V很难，但可以得到行星的公很难，但可以得到行星的公 转周期转周期T T，可以将，可以将T T与与V V的关系代入上式，即：的关系代入上式，即： 3.3.推理推理: : ( (3)3)应用开普勒第三定律消掉周期应用开普勒第三定律消掉周期T:T: (4)(4)整理关系式：整理关系式： (5)(5)结论：结论： 太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比， 与行星和太阳距离的二次方成反比与行星和太阳距离的二次方成反比 思考：思考： (1)(1)行星对太阳有没有行星对太阳有没有 作用力？为什么？作用力？为什么？ (2)(2)行星对太阳的作用力与那些因素关？行星对太阳的作用力与那些因素关？ （3）用表达式应该如何表示？ 有. 牛顿第三定律 与太阳的质量成正比，与它们之间的距离的 平方成反比 若用M表示太阳的质量，则有： 写成等式有： G是一个常量，对任何行星都是相同的 综合起来得到太阳与行星间的引力大小： 三、太阳与行星间的引力： 至此，牛顿一直是在已有的观 测结果和理论引导下进行推测 和分析，观测结果仅对“行星 绕太阳运动”成立，这还不是 万有引力定律。 下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是 ： A 太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力 B 太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星 和太阳间的距离成反比 C 太阳对行星的引力规律是由实验得出的 D太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做 匀速圆周运动的规律推导出来的 答案：AD 达标练 习1： 通过以上的学习，我们已经知道太阳和行 星之间作用力的规律，那么我们进一步的思 考： 1、既然是行星与太阳之间的力使得行星不能飞离 太阳，那么，行星与太阳之间的吸引力会不会与 地球吸引苹果的力是同一种力呢? 2、即使在很高的建筑物上或者在山上都不会发现 重力有明显的减弱，那么，这个力会不会延伸作用 到月球上?拉住月球围绕地球运动？ 这个力，与拉着苹果下落的力以及地 球、众行星与太阳之间的作用力是否是 同一种力，遵循相同的规律? ？ 在不确定的情况下，科学的研究方法是？ 猜想假设 问题：问题： 牛顿是怎样把天体间的引力与地球牛顿是怎样把天体间的引力与地球 对地面附近物体的引力统一起来证对地面附近物体的引力统一起来证 明的呢？明的呢？ 著名的月地检验 当时已知的一些量： 地表重力加速度：g = 9.8m/s2 地球半径： R = 6400103m 月球周期： T = 27.3天2.36106s 四.月地检验： 需要验证： ？ 计算结果： 月球轨道半径： r 60R (R是地球半径 ） 五、万有引力定律 1、定律表述：自然界中任何两个物体都是互 相吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘 积成正比，跟它们的距离的二次方成反比. 大胆地猜想： 太阳吸引行星；地球吸引苹果；那么，苹果能 不能吸引苹果？任何物体之间是不是都有吸引力呢 ？ 引力常量适用于任何两个物体 意义：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。 （1）G: 引力常量 6.6710-11Nm2/kg2 （卡文迪许最早准确的测出其数值） （2） r ： 质点 质点间的距离 均匀球体 球心间的距离 2、公式 ： 粗略的计算一下两粗略的计算一下两位位质质 量为量为50kg50kg的同学，相距的同学，相距0.5m0.5m的时候，他们之的时候，他们之 间的引力是多少？间的引力是多少？ 相当于相当于一粒芝麻重的几千分之一一粒芝麻重的几千分之一! ! 解 ： 达标练 习2： 纵观万有引力定律的发现历程，你觉得科学发现 的一般过程是什么？你能概括一下吗？ 科学研究过程的基本要素包含以下几点：提出假 设；对现象的一般观察；通过试验对推论进行 检验；运用逻辑（包括数学）得出推论； 对 假说进行修正和推广。请按科学研究过程进行排序 。（只填序号） 答案： 。 达标练 习3： 已知地球表面的重力加速度为g，地球半 径为R，万有引力常量为G，用以上各量表 示，地球质量M为多少？ 解：由于 所以，地球质量： 达标练习 4： 小结： （1）太