《金榜课件》必修二 第六章 万有引力与航天 第2节 太阳与行星间的引力（教学课件+素材）（2份打包）

2 太阳与行星间的引力 我们的太阳系 行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆 运动？ 你能否找到行星运动所需的向心力来源? 1.理解太阳与行星间存在引力。 2.能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。(重点) 一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。 伽利略 (1564-1642) 行星绕太阳运动一定是受到了来自太阳的类似于磁力的作用。 行星为什么这样运动? 开普勒 (1571-1630) 行星运动是因为行星的周围有旋转的物质作用在行星上。 行星为什么这样运动? 笛卡儿 (1596-1650) 行星围绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力作用，如果行星的轨道是圆形的，它所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。 行星为什么这样运动? 胡克 (1635-1703) 思考：哪种观点你认为肯定错误？ 1.圆周运动是完美的，无需什么动因。 2.伽利略认为一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致 物体做圆周运动。 3.开普勒认为行星一定是受到了来自太阳的类似磁力的作用。 4.笛卡尔认为行星的运动是因为在行星周围有旋转的物质作用在行星上。 5.牛顿、胡克、哈雷认为行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力的作用。 牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家 当年牛顿在前人研究的基础上，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。 建立模型 思考：行星的运动实际是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动的规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？ 一、太阳对行星的引力 既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳的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，那什么力来提供向心力？ 这个力的方向什么样？ 太阳 行星 r 太阳 行星 a 简化 太阳对行星的引力提供向心力，那这个力的大小有什么样的定量关系呢？ F 太阳Ｍ 行星ｍ ｒ v 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由 太阳对行星的引力来提供 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 有 根据开普勒第三定律 即 得 代入 太阳对行星的引力 即 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次方成反比。 行星 太阳 F F′ 既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力吗？它们有怎么样的定量关系？ 根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F′应满足 F F′ 行星 太阳 二、行星对太阳的引力 三、太阳与行星间的引力 概括起来有 G为比例系数，与太阳、行星的质量无关 则太阳与行星间的引力大小为 方向：沿着太阳和行星的连线 思考与讨论 地球的实际运动轨道为椭圆,那么,在近日点，行星所受太阳的引力比它转动所需要的向心力大还是小？远日点呢？ A B 例1.行星之所以绕太阳运行,是因为( ) A.行星运动时的惯性作用 B.太阳是宇宙的控制中心,所有星体都绕太阳旋转 C.太阳对行星有约束运动的引力作用 D.行星对太阳有排斥力作用,所以不会落向太阳 解析:选C.行星绕太阳做曲线运动,轨迹向太阳方向弯曲,是因为太阳对行星有引力作用,C对.行星之所以没有落向太阳,是因为引力提供了向心力,并非是对太阳有排斥力,D错.惯性应使行星沿直线运动,A错.太阳不是宇宙中心,并非所有星体都绕太阳运动,B错. 古人观点 牛顿思考 理论演算 总结规律 理想化 类比 建模 1.太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′大小 相等,其依据是( ) A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律 C.牛顿第三定律 D.开普勒第三定律 C 2.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.行星对太阳的引力大小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 A 3.地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的 力的大小为F,则月球吸引地球的力的大小为（ ） A.F/81 B.F C.9F D.81F B 4.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是 地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运行速率是 地球运行速率的（ ） A.4倍 B.2倍 C.0.5倍 D.16倍 C 不能说凡是合理的都是美的，但凡是美的确实都是合