高一物理《太陽與行星間的引力》 課件（2）

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,歡迎進入物理課堂,2020/4/26,二太陽與行星間的引力,2020/4/26,開普勒三定律,知識回顧,開普勒第一定律——軌道定律,所有行星都分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動，太陽是在這些橢圓的一個焦點上;,開普勒第二定律——面積定律,對每個行星來說，太陽和行星的連線在相等的時間掃過相等的面積;,開普勒第三定律——周期定律,所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等.,k值只與中心天體有關(guān)，與環(huán)繞天體無關(guān),2020/4/26,什么力來維持行星繞太陽的運動呢？,2020/4/26,伽利略,行星的運動是受到了來自太陽的類似于磁力的作用，與距離成反比。,行星的運動是太陽吸引的緣故，并且力的大小與到太陽距離的平方成反比。,在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運動。,開普勒,笛卡爾,胡克,一切物體都有合并的趨勢。,科學(xué)的足跡,2020/4/26,科學(xué)的足跡,牛頓(1643—1727)英國著名的物理學(xué)家,當年牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，也經(jīng)過類似的思考，并憑借其超凡的數(shù)學(xué)能力和堅定的信念，深入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。,牛頓在1676年給友人的信中寫道：如果說我看的比別人更遠，那是因為我站在巨人的肩膀上。,2020/4/26,八大行星軌道數(shù)據(jù)表,d太陽=1.39106km,2020/4/26,建立模型,誘思：行星的實際運動是橢圓運動，但我們還不了解橢圓運動規(guī)律，那應(yīng)該怎么辦？能把它簡化成什么運動呢？,2020/4/26,誘思：既然把行星繞太陽的運動簡化為圓周運動。那么行星繞太陽運動可看成勻速圓周運動還是變速圓周運動？為什么？,行星繞太陽做勻速圓周運動需要的向心力由什么力來提供呢？這個力的方向怎樣？,建立模型,2020/4/26,建立模型,誘思：太陽對行星的引力提供向心力，那這個力大小有什么樣的定量關(guān)系？,2020/4/26,追尋牛頓的足跡,,,行星運行速度v容易觀測嗎？怎么辦？,,,,2020/4/26,追尋牛頓的足跡,關(guān)系式中m是受力天體還是施力天體的質(zhì)量？,一、太陽對行星的引力F,太陽對行星的引力跟行星（受力星體）質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.,,,,,F,行星,太陽,既然太陽對行星有引力，那么行星對太陽有沒有引力？它有怎么樣定量的關(guān)系？,2020/4/26,追尋牛頓的足跡,一、太陽對行星的引力F,太陽對行星的引力跟行星（受力星體）質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.,,,,,F,行星,太陽,2020/4/26,追尋牛頓的足跡,一、太陽對行星的引力F,,G為比例系數(shù)，與太陽、行星無關(guān)。,方向：沿著太陽與行星間的連線,2020/4/26,在1665年，具有超凡的數(shù)學(xué)能力的牛頓，根據(jù)自己獨特的思維推導(dǎo)得出：太陽對行星的引力與距離平方成反比。但沒有弄清這個引力就是提供圓周運動所需要向心力，也沒有推導(dǎo)得出行星繞太陽做橢圓運動時，太陽對行星的引力也存在距離平方成反比。在1679年，牛頓在與胡克等人的交流中，逐漸清楚圓周運動一定需要太陽對行星的與距離平方成反比的引力，并應(yīng)用微積分，推導(dǎo)得出了行星繞太陽做橢圓運動時，太陽對行星的引力也存在距離平方成反比的數(shù)學(xué)關(guān)系式。在1687年，發(fā)表了傳世之作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,閱讀材料,2020/4/26,著名物理學(xué)家楊振寧曾贊頌道:“如果一定要舉出某個人、某一天作為近代科學(xué)誕生的標志，我選牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》在1687年出版的那一天.”,閱讀材料,2020/4/26,課堂小結(jié),太陽與行星間的引力,古人觀點,牛頓思考,理論演算,總結(jié)規(guī)律,,,,,,,建模,,,,,理想化,類比,2020/4/26,隨堂練習(xí),1．關(guān)于太陽對行星的引力，下面關(guān)于太陽對行星的引力的說法中正確的是（）A．太陽對行星的引力等于行星做勻速圓周運動的向心力B．太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離成反比C．太陽對行星的引力是由實驗得出的D．太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規(guī)律推導(dǎo)出來的,AD,2020/4/26,隨堂練習(xí),2．兩個行星的質(zhì)量分別為m1和m2，繞太陽運行的軌道半徑分別是r1和r2，若它們只受太陽引力的作用，那么這兩個行星的向心加速度之比為（）A.1B.C.D.,D,2020/4/26,隨堂練習(xí),3．兩顆行星質(zhì)量之比m1∶m2=1∶2,軌道半徑之比R1∶R2=3∶1，下列有關(guān)數(shù)據(jù)之比正確的是()A.周期之比T1∶T2=3∶1B.線速度之比v1∶v2=3∶1C.向心力之比F1∶F2=1∶9D.向心加速度之比a1∶a2=1∶9,D,2020/4/26,隨堂練習(xí),4.飛船沿半徑為R的圓周軌道繞地球運動，其周期為T。如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點A處，將速率降低到適當數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運動，橢圓軌道和地球表面在B點相切，如圖所示，如果地球半徑為R0，求飛船由A點到B點所需要的時間？,2020/4/26,思考與討論,1、地球的實際運動為橢圓,那么,在近日點A，行星所受太陽的引力比它轉(zhuǎn)動所需要的向心力大還是??？遠日點B呢？,2020/4/26,思考與討論,2、請你運用已有知識，分析開普勒第二定律所描述的，地球在橢圓軌道上運動經(jīng)過A、B兩個位置時，運動快慢變化的原因。,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,