太阳与行星间的引力.ppt

7.2太阳与行星间的引力,复习,开普勒行星运动定律第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。第二定律：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第三定律：所有行星的椭圆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。即,k值与中心天体有关，而与环绕天体无关,思考：是什么原因使行星绕太阳运动呢？,4,一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动.,伽利略(1564-1642),行星为什么这样运动?,科学的足迹,5,行星绕太阳运动一定是受到了来自太阳的类似于磁力的作用.,行星为什么这样运动?,开普勒(1571-1630),科学的足迹,6,行星运动是因为行星的周围有旋转的物质作用在行星上.,行星为什么这样运动?,笛卡儿(1596-1650),科学的足迹,7,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，它所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比.但没法证明在椭圆轨道规律也成立。,行星为什么这样运动?,胡克(1652-1746)、哈雷等人,科学的足迹,8,思考：哪种观点你认为肯定错误？,（1）圆周运动是完美的，无需什么动因。（2）伽利略认为：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体作圆周运动。（3）开普勒认为：行星一定是受到了来自太阳的类似磁力的作用。（4）笛卡尔：行星的运动是因为在行星周围有旋转的物质以太作用在行星上。（5）牛顿、胡克、哈雷认为：行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力的作用。,一、太阳对行星的引力,1、设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供,追寻牛顿的足迹,2、天文观测难以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公转周期T,代入,追寻牛顿的足迹,有,3、根据开普勒第三定律,即,所以,代入得,追寻牛顿的足迹,4、太阳对行星的引力,即,追寻牛顿的足迹,太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。,13,思考：太阳对行星的引力F跟太阳的质量有关吗？,（4）对称：根据牛顿第三定律，行星与太阳间的吸引力是相互作用的，是大小相等、性质相同的力（一对作用力、反作用力）牛顿认为，行星对太阳的引力大小也存在与上述关系对称的结果，即和太阳的质量成正比,若用M表示太阳的质量，则有：,追寻牛顿的足迹,太阳与行星间的引力,概括起来有,G比例系数，与太阳、行星的质量无关,则太阳与行星间的引力大小为,方向：沿着太阳和行星的连线,追寻牛顿的足迹,说一说,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？,小结,1、太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成正比，与太阳到行星间的距离r的二次方成反比,2、行星对太阳的引力：与太阳的质量M成正比，与行星到太阳的距离r的二次方成反比,3、太阳与行星间的引力：与太阳的质量M、行星的质量m成正比，与两者距离的二次方成反比,（1