湖南省新田县第一中学高中物理 6.2太阳与行星间的引力课件1 新人教版必修2.ppt

远远的街灯明了好像是闪着无数的明星 天上的明星现了好像是点着无数的街灯 我想那缥缈的空中定然有美丽的街市 街市上陈列的一些物品定然是世上没有的珍奇 你看 那浅浅的天河定然不甚宽广 那隔着河的牛郎织女定能够骑着牛儿来往 我想他们此刻定然在天街闲游 不信 请看那朵流星是他们提着灯笼在走 2 太阳与行星间的引力 第六章万有引力与航天 开普勒三定律 知识回顾 开普勒第一定律 椭圆定律 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 对任意一个行星来说 它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积 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它的公转周期的二次方的比值都相等 为什么行星绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动 提出问题 1 理解太阳与行星间存在引力 2 能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 重点 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 猜想与假设 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 问题 行星绕太阳运动的轨道是怎样的 由开普勒第一定律可知 行星绕太阳运动轨道是椭圆 简化模型 问题2 若要解决椭圆轨道的运动 根据现在的知识水平 可作如何简化 八大行星轨道数据表 建立模型 简化 太阳对行星的引力提供向心力 那么这个力的大小跟哪些因素有关 f 若已知某行星做匀速圆周运动的轨道半径为r 线速度为v 质量为m 问题1 行星做匀速圆周运动需要的向心力的表达式是怎样的 问题探究 演绎与推理 问题2 天文观测难以直接得到行星运动的线速度v 但可得到行星的公转周期t 线速度v与公转周期t的关系是怎样的 写出用公转周期t表示的向心力的表达式 演绎与推理 问题3 不同行星的公转周期是不同的 引力跟太阳与行星间的距离关系的表达式中不应出现周期t 如何消去周期t 开普勒第三定律 演绎与推理 关系式中m是受力天体还是施力天体的质量 演绎与推理 弄清研究对象 探究1 太阳对行星的引力f 既然太阳对行星有引力 那么行星对太阳有无引力 它有怎样的定量关系 结论一 太阳对行星的引力跟行星的质量成正比 与行星 太阳之间的距离的二次方成反比 演绎与推理 探究2 行星对太阳的引力f 结论二 行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比 与行星 太阳之间的距离的二次方成反比 演绎与推理 探究3 太阳与行星间的引力f 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 结论三 太阳与行星间引力的大小与太阳的质量 行星的质量成正比 与两者距离的二次方成反比 得出结论 例题1 两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动 它们的质量之比m1 m2 p 轨道半径之比r1 r2 q 求它们受到太阳的引力之比f1 f2 例题1 两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动 它们的质量之比m1 m2 p 轨道半径之比r1 r2 q 求它们受到太阳的引力之比f1 f2 式中g为比例系数 m为太阳质量 解 根据行星与太阳间的引力表达式 则两行星受到的引力分别为 课堂小结 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 随堂练习 1 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 行星对太阳的引力大小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 a 随堂练习 2 行星之所以绕太阳运动 是因为 a 行星运动时的惯性作用b 太阳是宇宙的控制中心 所以星体都绕太阳旋转c 太阳对行星有约束运动的引力作用d 行星对太阳有排斥力作用 所以不会落向太阳 c 3 太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等 其依据是 a 牛顿第一定律b 牛顿第二定律c 牛顿第三定律d 开普勒第三定律 随堂练习 c 4 如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动 那么下列说法中正确的是 a 行星受到太阳的引力 引力提供行星做圆周运动的向心力b 行星受到太阳的引力 行星运动不需要向心力c 行