《太阳与行星间的引力》.ppt

1,6.2 太阳与行星间的引力,2,开普勒三定律,知识回顾,开普勒第一定律轨道定律,所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上;,开普勒第二定律面积定律,对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积;,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公转周期的二次方的比值都相等.,3,什么原因使行星绕太阳的运动呢？,4,5,问题探究,行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？,6,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,7,科学足迹,牛顿(16431727)英国著名的物理学家,当年牛顿在前人研究的基础上，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。,8,建立模型,诱思：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？,9,建立模型,诱思：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？,行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？这个力的方向怎么样？,10,建立模型,诱思：太阳对行星的引力提供作为向心力，那这个力大小有什么样定量关系？,11,科学探究,行星运行速度v容易观测？怎么办？,12,科学探究,探究1:太阳对行星的引力F,既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力？它有怎么样定量的关系？,关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？,太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.,13,科学探究,探究2:行星对太阳的引力F,太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.,14,科学探究,探究3:太阳与行星间的引力F,方向：沿着太阳与行星间的连线。,G为比例系数，与太阳、行星无关。,F 和F 是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式有什么关系？,15,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,随堂练习,A,16,17,将行星绕太阳做椭圆运动简化为匀速圆周运动，则行星做圆周运动的向心力由太阳对行星的引力来充当,18,19,在探究太阳与行星间的引力的思考中，属于牛顿的猜想的是()A使行星沿圆轨道运动，需要一个指向圆心的力，这个力就是太阳对行星的吸引力B行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大C行星运动的轨道是一个椭圆D任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在的这种类型的引力,20,答案：AD解析：牛顿认为任何方式变速度都需要力(这种力存在于任何两物体之间)，行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力是太阳对它的引力点评：应对哥白尼、开普勒、第谷、牛顿等科学家对物理学的贡献加以理解.,21,22,式中G是比例系数，与太阳，行星都没有关系(2)太阳与行星间的引力的方向沿着二者的连线,23,太阳对地球有相当大的引力，地球对太阳也有引力作用，为什么它们不靠在一起？其原因是()A太阳对地球的引力与地球对太阳的引力，这两个力大小相等、方向相反、互相平衡B太阳对地球的引力还不够大C不仅太阳对地球有引力作用，而且太阳系里其他星球对地球也有引力，这些力的合力为零D太阳对地球引力不断改变地球的运动方向，使得地球绕太阳运行,24,答案：D解析：根据牛顿第三定律：力的作用是相互的，作用力和反作用力分别作用在两个物体上，不能相互抵消受力情况决定运动情况太阳对地球的引力提供向心力，不断改变地球的运动方向故正确答案为D.,25,26,27,28,29,点评：本题考查了学生对圆周运动的向心力、天体间的引力公式的理解解题时注意，由于速度变化而需要的力和由于质量存在而产生的引力是不同的,30,以下说法正确的是()A物体的重力不是地球对物体的引力引起的B人造地球卫星离地球越远，受到地球的引力越大C人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的引力提供D宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到引力的作用,C,31,32,33,点评：本题主要考查万有引力定律的推导过程中用到的公式理解各公式的适用条件，明确各量的含义，根据相应的规律分析,34,AB,35,答案：AB,36,随堂练习,1关于太阳对行星的引力，下面关于太阳对行星的引力的说法中正确的是（）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,AD,37,随堂练习,2两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为（）A.1 B.C.D.,D,38,随堂练习,3 太阳的两颗行星质量之比m1m2=12,轨道半径之比R1R2=31，下列有关数据之比正确的是()A.周期之比T1T2=31B.线速度之比v1v2=31C.向心力之比F1F2=19D.向心加速度之比a1a2=19,D,39,随堂练习,4.飞船沿半径为R的圆周轨道绕地球运动，其周期为T。如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆轨道和地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为R0，求飞船由A点到B点所需要的时间？,40,思考与讨论,1、地球的实际运动为椭圆,那么,在近日点A，行星所受太阳的引力比它转动所需要的向心力大还是小？远日点B呢？,