鲁科版高中物理必修第二册 4.1 天地力的综合：万有引力定律 课件(共68张PPT)

(课件网) 第4章 万有引力定律及航天 导 入 从嫦娥奔月到“阿波罗”上天 远古，人们就梦想能够飞出地球，探索浩瀚星空的奥秘，各种关于星空的神话流传至今“嫦娥奔月”便是我国家喻户晓的古代民间神话。这美丽神话反映了人们对星辰的崇拜，对“飞天”的向往。 斗转星移，岁月如梭。1969 年，“阿波罗十一号”载着宇航员登上了月球，人类足迹首次留在月球。2019年，我国“嫦娥四号”成功着陆月球，并通过“鹊桥”传回世界第一张近距离拍摄的月背影像图。举世瞩目的“嫦娥工程”实现了古老神话中的“嫦娥”“玉兔及“鹊桥”的神奇功能。 人类借助宇宙飞船，飞向万籁俱寂的茫茫太空，不仅登上了月球，还孜孜不倦地探索更遥远的星空。为什么宇宙飞船能升空 为何能绕地球旋转 为何还能挣脱地球束缚飞向月球 学习本章后，你将会找到答案。 第1节 天地力的综合: 万有引力定律 自远古时期，人类就开始孜孜不息地探索天体的运动规律，创作了很多关于星空的神话、史诗仰观吐曜，俯察含章”，浩瀚宇宙中，日月星辰周而复始地运行(图 4－1)，它们有着怎样的运动规律 本节将学习开普勒定律和万有引力定律。 行星运动的规律 1 宇宙天体到底是如何运动的？它们的运动是否有规律？ 仰观宇宙之大，俯察品类之盛 为什么会有四季的变换？ 托勒密 地心说： 地球是宇宙的中心 天文学史 01 为什么许多行星有卫星绕转？ 哥白尼 日心说： 太阳是宇宙的中心 第谷 日心说： 行星绕太阳做匀速圆周运动 进行了20多年的天文观测，记录大量的数据 开普勒天体运动三定律 开普勒 椭圆律 面积律 周期律 根据第谷的天文观测数据经过大量的计算得出开普勒三定律 自古希腊起，人们一直以为太阳、月亮和星星都是围绕地球转动的，直到波兰天文学家哥白尼(N. Copernicus，1473－1543) 提出“日心说”。继而，德国天文学家开普勒 (J. Kepler，1571－1630，图 4－2)根据前人的观测和研究，于 1609 年和 1619 年先后提出了太阳系行星运动的三大定律。 开普勒三定律 02 开普勒第一定律 (椭圆律)： 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于圆的一个焦点上。 图中 F1、F2 是圆的两个焦点。 半长轴a 半长轴：长轴的一半 不同行星的轨道不同，但焦点都相同(太阳) 开普勒第二定律 (面积律)： 任何一个行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等 。 近日快，远日慢 开普勒第三定律 (周期律)： 行星绕太阳运行轨道半长轴 a 的立方与其公转周期 T 的平方成正比。 k 只与中心天体有关 ＝k 若将行星运行轨道看成圆形轨道 行星轨道半径三次方与公转周期的平方比值相等。 行星绕太阳做圆周运动，太阳处在圆心。 ＝k 开一： 开二： 行星绕太阳做匀速圆周运动(速度大小不变) 开三： 科学书屋 八大行星绕太阳运动的有关数据 注：a是年的单位符号。偏心率 e 是圆扁平程度的量度，等于椭圆两焦点间的距离与长轴长度的比值。圆是椭圆的特例，偏心率为 0。 由开普勒定律可知，行星的运行轨道为椭圆，并且其绕太阳运行的速率不断变化。由表中的数据可知，太阳系八大行星的运行轨道偏心率都小于 0.3，都可近似认为是圆形。为了便于研究问题，人们通常认为行星绕太阳做匀速圆周运动。 迷你实验室 画椭圆 请准备笔、纸、图钉和绳子，按图 4－6 所示，试画出偏心率分别为 0.9、0.5、0.1的椭圆，由此体会把行星轨道近似看成圆形的原因。 万有引力定律 2 行星做圆周运动的向心力谁来提供？ 太阳系的行星在各自基本恒定的轨道上围绕太阳运动，并且遵循一定的运动规律。这些行星为什么会如此运转 它们为什么既不会脱离太阳，又不会坠向太阳 牛顿总结了前人的研究成果，运用开普勒三大定律和自己在力学、数学方面的研究成果，于 1687 年 ... ...