内容正文:
6.2 太阳与行星间的引力
第一定律——轨道定律
所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上;
第一定律指明了研究行星运动的参考系、及行星运动的轨迹;
开普勒行星运动定律
复习回顾
第二定律——面积定律
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;
第二定律揭示了行星在椭圆轨道上运动经过不同位置的快慢情况,近日点附近速度大,远日点附近速度小;
开普勒行星运动定律
复习回顾
第三定律——周期定律
所有行星的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。
第三定律揭示了不同行星虽然椭圆轨道和环绕周期不同,但由于中心天体相同,所以共同遵循轨道半长轴的三次方与周期的二次方比值相同的规律。
开普勒行星运动定律
复习回顾
简化的模型
一. 轨道定律
近似圆周,太阳在圆心
二. 面积定律
行星绕太阳做匀速圆周运动
三. 周期定律
r
( k 与行星无关 )
引入
开普勒行星运动定律揭示了行星运动的规律,回答了人们千百年来一直追寻的“行星怎样运动”(现象)的问题。然而,好奇的人们却并不满足,他们面向天穹,深情地叩问:是什么原因使行星绕太阳运动呢?(原因)
历史的轨迹
胡克,哈雷等:行星受到太阳的引力,但由于缺乏有关运动的清晰概念,无法深入研究
牛顿:行星受到太阳的引力,并从运动与力关系的出发,深入探究这种力,最后发现了万有引力定律
本节课我们追寻牛顿的足迹,从力和运动的关系出发,探究行星绕太阳运动的原因
理解问题的实质:
实质上是一个“已知运动求力”的动力学问题。
已知什么?
待求什么?
------行星运动规律
------太阳对行星的引力
牛顿运动定律
一、行星对太阳的引力
逻辑推理
F1=
F1
F1
m
M
对任何行星:
逻辑推理
由开普勒第三定律:
F1 =
F1
F1
m
M
二、行星对太阳的引力
m
M
F2
逻辑推理
F1
m
M
F1
?
F2
一、行星绕太阳做匀速圆周运动
二、行星对太阳的引力
F行星对太阳的吸引
一对相互作用力:
同一性质,大小相等
三、太阳与行星间的引力
G为比例系数
方向:沿两者连线
F1
逻辑推理
F2
什么关系?
太阳对行星 F1
行星对太阳 F2
思考:
两颗行星的质量分别为m1,m2,它们绕太阳运行的轨道半径分