太阳与行星间的引力万有引力定律课件新人教版必修.ppt
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1、2 太阳与行星间的引力,目前已知太阳系中有8颗大行星(如下图所示)它们通常被分为两组:内层行星(水星、金星、地球、火星)和外层行星(木星、土星、天王星、海王星),内层行星体积较小,主要由岩石和铁组成;外层行星体积要大得多,主要由氢、氦、冰物质组成哥白尼说:“太阳坐在它的皇位上,管理着围绕着它的一切星球”,那么是什么原因使行星绕太阳运动呢?伽利略、开普勒以及法国数学家笛卡尔都提出过自己的解释然而,只有牛顿才给出了正确的解释.,1根据开普勒行星运动定律的近似处理方法知,行星以太阳为圆心做_运动,太阳对行星的_力提供向心力2由匀速圆周运动公式F_,v_,结合开普勒第三定律公式_,可得F_,由该公式可
2、知,太阳对行星的引力与_成正比,与_成反比,即_3太阳与行星间的引力的大小与_、_成正比,与_成反比,即_,写成等式为_,其中G是比例系数,与太阳、行星都_关系,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,开普勒三定律,开普勒第一定律(轨道定律),开普勒第二定律(面积定律),开普勒第三定律(周期定律),k的大小与行星无关。,历史的回顾,伽利略,历史的回顾,伽利略,历史的回顾,伽利略,历史的回顾,伽利略,历史的回顾,笛卡儿,胡克,哈雷,太阳引力,胡克,哈雷,太阳引力,胡克,哈雷,太阳引力,胡克,哈雷,下面我们来看一下牛顿是怎样发现万有引力定律。因为
3、行星的椭圆轨道与圆比较接近,可以近似地看作圆形轨道,所以为了较方便地说明问题。我们把牛顿在椭圆轨道下证明的问题简化为在圆形轨道下讨论。,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,如果认为行星绕太阳做匀速圆周运动,那么,太阳对行星的引力F应为行星所受的向心力,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,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
4、次方成反比。,科学探究,行星运行速度v容易观测?怎么办?,科学探究,关系式中m是受力天体还是施力天体的质量?,探究1:太阳对行星的引力F,请用中文描述这个关系式!,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.,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?,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.,科学探究,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。,F和F的大小相等,所以我们可以概括地说,太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、
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