6.2 太陽與行星間的引力 課件（人教版必修2）

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2 太陽與行星間的引力,1．知道太陽與行星間存在引力． 2．能根據開普勒定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星之間的引力表達式． 3．通過推導太陽與行星間的引力公式，體會邏輯推理在物理學中的重要性.,開普勒描述了行星的運動規(guī)律，那么它們?yōu)槭裁催@樣運動呢？ 許多科學家都對行星運動的原因提出了猜想，如圖6－2－1所示．,科學家對行星運動原因的猜想,圖6－2－1,牛頓在前人對慣性研究的基礎上，認為：以任何方式改變速度都需要力．因此，使行星沿圓或橢圓運動，需要指向圓心或橢圓焦點的力，這個力應該是太陽對它的引力．所以牛頓利用他的運動定律把行星的向心加速度與太陽對它的引力聯(lián)系起來了．,1．下列說法正確的是 ( )． A．研究物體的平拋運動是根據物體所受的力探究物體的運動情況 B．研究物體的平拋運動是根據物體的運動去探究物體的受力情況 C．研究行星繞太陽的運動是根據行星的運動去探究它的受力情況 D．研究行星繞太陽的運動是根據行星的受力情況去探究行星的運動情況,解析 平拋運動是初速度沿水平方向，物體只在重力作用下的運動，是根據物體所受的力去探究物體運動的規(guī)律，而行星繞太陽的運動規(guī)律是觀測得出的，是根據行星繞太陽的運動規(guī)律探究行星的受力情況． 答案 AC,1.模型簡化 行星以太陽為圓心做_________運動，太陽對行星的引力提供了行星做_________運動的向心力． 2．太陽對行星的引力,太陽與行星間的引力,勻速圓周,勻速圓周,,,,,,,,,,,,,,,思考：太陽對行星有引力的作用，誰是受力物體？引力大小與受力物體的質量有何關系？ 提示：行星是受力物體，引力大小與行星的質量成正比，即與受力物體的質量成正比．,2.下面關于行星與太陽間的引力的說法中，正確的是 ( )． A．行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質的力 B．行星對太陽引力與太陽的質量成正比，與行星的質量無關 C．太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力 D．行星對太陽的引力大小與太陽的質量成正比，與行星和太陽的距離成反比,答案 A,3．下列說法正確的是 ( )．,解析 開普勒的三大定律是由行星運動的觀察結果而總結歸納出來的規(guī)律．每一條都是經驗定律，都是從觀察行星運動所取得的資料中總結出來的．故開普勒的三大定律都是在實驗室無法驗證的規(guī)律． 答案 AB,太陽與行星間的引力,【典例1】 已知太陽的質量為M，地球的質量為m1，月球的質量為m2，當發(fā)生日全食時，太陽、月球、地球幾乎在同一條直線上，且月球位于太陽與地球之間，如圖6－2－2所示，設月球到太陽的距離為a，地球到月球的距離為b，則太陽對地球的引力F1和對月球的引力F2的大小之比為多少？,圖6－2－2,(1)太陽與行星間的引力關系的理解 ①G是比例系數，與行星和太陽均沒有關系． ②太陽與行星間的引力規(guī)律，也適用于行星與其衛(wèi)星間的引力． ③該引力規(guī)律普遍適用于任何有質量的物體． ④物體之間的相互引力沿兩個物體的連線方向，指向施力物體．,解析 F和F′大小相等，方向相反，是一對作用力和反作用力，A、C錯誤，B正確；太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動的向心力，故D正確． 答案 BD,【典例2】 最近，科學家在望遠鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星，并測得它圍繞該恒星運動一周所用的時間為1 200年，它與該恒星的距離為地球到太陽距離的100倍，假定該行星繞恒星運動的軌道和地球繞太陽運動的軌道都是圓周，僅利用以上兩個數據可以求出的量有 ( )． A．恒星質量與太陽質量之比 B．恒星密度與太陽密度之比 C．行星質量與地球質量之比 D．行星運行速度與地球公轉速度之比,恒星與行星間的引力與向心力公式的綜合應用,答案 AD,在有些物理問題中，所求量不能直接用公式進行求解，必須利用等效的方法間接求解，這就要求在等效替換中建立一個恰當的物理模型，利用相應的規(guī)律，尋找解題的途徑．,【跟蹤2】 一顆小行星繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑是地球公轉半徑的4倍，則這顆小行星的運行速率是地球運行速率的 ( )． A．4倍 B．2倍 C．0.5倍 D．16倍,答案 C,解題技法3 物理中常用的思想方法 1.理想化模型法 在研究物理問題時，忽略次要因素，關注主要因素，根據實際物體或實際過程抽象出來理想化模型，是物理中常用的一種方法，前面接觸的質點、勻速直線運動等都是理想化模型． 2．類比法 由一類事物所具有的某種屬性，推測出與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法．在引入一些十分抽象的看不見、摸不著的物理量時，經常用到類比法．,3．等效法 在保證效果相同的前提下，將陌生的、復雜的、難處理的問題轉換成熟悉的、容易的、易處理的問題的一種方法．等效法可分為等效原理、等效概念、等效方法、等效過程等． 4．控制變量法 物理中對于多因素的問題，常常采用控制因素的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題．每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對問題的影響．,典例剖析 【典例】 在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽與行星間的引力過程中，得出太陽對行星的引力表達式后推出行星對太陽的引力表達式，是一個很關鍵的論證步驟，這一步驟采用的論證方法是 ( )． A.研究對象的選取 B．理想化過程 C．控制變量法 D．等效法,答案 D,【審題技巧】 分析此類問題時，要注意分析過程中是否進行了忽略，是否進行了假設，是否進行了邏輯推理．根據所采用的方法，確定正確的答案．,【我來沖關】 在討論地球潮汐成因時，地球繞太陽運行軌道與月球繞地球運行軌道可視為圓軌道．已知太陽質量約為月球質量的2.7×107倍，地球繞太陽運行的軌道半徑約為月球繞地球運行的軌道半徑的400倍．關于太陽和月球對地球上相同質量海水的引力，以下說法正確的是 ( )． A．太陽引力遠大于月球引力 B．太陽引力與月球引力相差不大 C．月球對不同區(qū)域海水的吸引力大小相等 D．月球對不同區(qū)域海水的吸引力大小有差異,答案 AD,【狀元微博】,一、太陽與行星間的引力 1．下列關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．太陽對行星的引力規(guī)律是由實驗得出的 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)律推導出來的,解析 行星圍繞太陽做圓周運動的向心力是太陽對行星的引力，它的大小與行星的質量成正比，與行星和太陽間的距離的平方成反比，選項A正確，B錯誤；太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒三定律和勻速圓周運動規(guī)律推導出來的，選項C錯誤，D正確． 答案 AD,2．太陽對地球有相當大的引力，而且地球對太陽也有引力作用，為什么它們不靠在一起？其原因是 ( )． A．太陽對地球的引力與地球對太陽的引力，這兩個力大小相等、方向相反，互相平衡 B．太陽對地球的引力還不夠大 C．不僅太陽對地球有引力作用，而且太陽系里其他星球對地球也有引力，這些力的合力為零 D．太陽對地球引力不斷改變地球的運動方向，使得地球繞太陽運行 答案 D,答案 C,二、引力公式的應用 4．火星是地球的近鄰，已知火星的軌道半徑約為地球軌道半徑的1.5倍，火星的質量和半徑分別約為地球的0.1倍和0.5倍，則太陽對地球的引力和太陽對火星的引力的比值為 ( )． A．10 B．20 C．22.5 D．45,答案 C,5．若兩顆行星的質量分別為M和m，它們繞太陽運行的軌道半徑分別為R和r，則它們的公轉周期之比為 ( )．,答案 B,牛頓利用邏輯推理的形式得到了太陽與行星間的引力滿足的規(guī)律，推導過程如下：,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,