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课件网) 日地月系 1 万有引力定律 粤教版必修二第三章第一节 开普勒三大定律 知识回顾 开普勒第一定律———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。 开普勒第二定律———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; 开普勒第三定律———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. 太阳 行星 = v 为什么行星会绕太阳如此和谐又有规律地运动？ 伽利略： 一切物体都有合并的趋势。 笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太）使得行星绕太阳运动。 开普勒：受到了来自太阳的类似与磁力的作用。 胡克: 受到了太阳对它的引力。 重现历史：追逐科学家的脚步 他们是巨人，牛顿是站在巨人的肩上的牛人！ 牛顿：物体为什么不沿直线运动呢？ 物理中两大类动力学问题： 1.已知力求运动； 2.已知运动求力。 如何简化椭圆轨道的运动？ 六大行星轨道数据表 行 星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴 b(106km) 水星 57.9 56.7 金星 108.2 108.1 地球 149.6 149.5 火星 227.9 226.9 木星 778.3 777.4 土星 1427.0 1424.8 建立模型 太阳 行星 r 太阳 行星 a 简化 行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那么，什么力来提供向心力呢？ 太阳对行星的引力提供向心力，那么这个力的大小跟哪些因素有关呢？ F 若已知某行星做匀速圆周运动的轨道半径为r，线速度为v，质量为m。 问题1：行星绕太阳做匀速圆周运动所需要的向心力的表达式是怎样的？ 问题探究 ： 问题2：天文观测难以直接得到行星运动的线速度v，但可得到行星的公转周期T，线速度v与公转周期T的关系是怎样的？写出用公转周期T表示的向心力的表达式。 消去v 问题3：不同行星的公转周期是不同的，我们想探究的是引力跟太阳与行星间的距离关系， 如何消去周期T? 开普勒第三定律： 消去T 科学探究 消去v 消去T 关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？ 科学探究 探究1: 太阳对行星的引力 F F 行星 太阳 F′ 既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有无引力？它有怎样的定量关系？ 结论一：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，与行星、太阳之间的距离的二次方成反比. 科学探究 探究2: 行星对太阳的引力 F′ 类比法 结论二：行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比，与行星、太阳之间的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 F 和F ′是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m有什么关系？ 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 。 结论三: 太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比 例1 下列说法正确的是（ ） A.关于天体运动的日心说、地心说都是错误的 B.地球是一颗绕太阳运动的行星 C.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球转动 D.太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳转动 A B 随堂练习 例题2：在探究太阳与行星间的引力过程中有被用到的规律和总结是（ ） A． 牛顿第一定律 B. 牛顿第二定律 C. 牛顿第三定律 D. 开普勒三大定律 ABCD 例3、太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个引力( ) A．就是行星对太阳的引力 B．与行星距太阳间的距离成反比 C．与行星运动的速率的平方成正比 D．与行星距太阳间的距离的平方成反比 D 随堂练习 例题4、两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为（ ） A. 1 B. C. D. D 课堂小结 今天我们学到了什么? 古人观点 牛顿思考 理论演算 ... ...
