3.1 万有引力定律（课件）-2018版步步高学案导学与随堂笔记物理（粤教版必修2）

第三章　 第一节　万有引力定律 学习目标 1.了解“地心说”和“日心说”的内容. 2.知道开普勒行星运动定律. 3.了解万有引力定律的发现过程. 4.理解万有引力定律的内容、公式并能解答有关问题. 内容索引 Ⅰ自主预习梳理 Ⅱ 重点知识探究 Ⅲ 当堂达标检测 自主预习梳理 Ⅰ 一、天体的运动 1.两种对立的学说： 地心说： 是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕 运动. 日心说： 是宇宙的中心，是静止不动，的地球和其他行星都绕太阳运动. 地球 地球 太阳 局限性：都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的 运动.但计算所得数据和丹麦天文学家 的观测数据不符. 匀速圆周 第谷 2.开普勒行星运动定律 (1)第一定律(又称轨道定律)：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 ，太阳位于椭圆的一个 上.如图1所示. (2)第二定律(又称面积定律)：行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过 的面积.如图2所示. 图1　　　　　　　　图2 椭圆 焦点 相同 (3)第三定律(又称周期定律)：行星绕太阳公转周期的 和轨道半长轴的 成 ，即 ＝k.其中a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，比值k是一个对所有行星都相同的常量. 平方 立方 正比 二、万有引力定律 1.内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间引力的方向在它们的 上，引力的大小跟它们的 成正比，跟它们之间的 成反比. 2.公式：F＝G . 说明：(1)G为引力常数，其数值由英国科学家 测量得出，常取G＝ N·m2/kg2. (2)r为两个质点间的距离或质量均匀的两个球体的 之间的距离. 连线 质量的乘积 距离的二次方 球心 卡文迪许 6.67×10－11 1.判断下列说法的正误. (1)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离各不相同.( ) (2)太阳系中越是离太阳远的行星，运行周期就越大.( ) (3)围绕太阳运动的各行星的速率是不变的.( ) (4)不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力.( ) 即学即用 √ √ × × (5)行星绕太阳运动的椭圆轨道可以近似地看作圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力.( ) (6)由F＝G 知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大.( ) √ √ 2.两个质量都是1 kg的物体(可看成质点)，相距1 m时，两物体间的万有引力F＝____________ N，一个物体的重力F′＝_____ N，万有引力F与重力F′的比值为_____________.(已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，重力加速度g＝10 m/s2). 6.67×10－11 　10　 6.67×10－12 答案 Ⅱ 重点知识探究 一、对开普勒定律的理解 1.开普勒第一定律解决了行星轨道问题. 行星的运行轨道都是椭圆，不同行星轨道的半长轴不同，即各行星的椭圆轨道大小不同，但所有轨道都有一个共同的焦点，太阳在此焦点上.因此开普勒第一定律又叫焦点定律. 2.开普勒第二定律解决了行星绕太阳运动的速度大小问题. (1)如图3所示，如果时间间隔相等，由开普勒第二定律知，面积SA＝SB，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大.因此开普勒第二定律又叫面积定律. 图3 (2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点.同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小. 3.开普勒第三定律解决了行星周期的长短问题. 图4 (1)如图4所示，由 ＝k知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长，因此第三定律也叫周期定律.常数k与行星无关，只与太阳有关. (2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，其中常数k与卫星无关，只与地球有关，也就是说k值大小由中心天体决定. 例1　(多选)关于行星绕太阳运动的说法正确的是 A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点 B.太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都是椭圆 C.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向 D.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 解析 答案 √ √ 解析　太阳系中的八大行星绕太阳