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1、开普勒三定律知识回顾开普勒第一定律轨道定律所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上;开普勒第二定律开普勒第二定律面积定律面积定律对每个行星来说,太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积;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公转周期的二次方的比值都相等.太阳行星b=vak值只与中心天体有关,与环绕天体无关 什么力来维持行星绕太阳的运什么力来维持行星绕太阳的运动呢?动呢?科学的足迹伽利略一切物体都有合并的趋势。开普勒行星的运动是受到了来自太行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用阳的类似于磁力的作用 ,与,与距离成反比距离成反比。笛卡尔
2、在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上,使得行星绕太阳运动。胡克 行星的运动是太阳吸引的缘行星的运动是太阳吸引的缘故,并且力的大小与到太阳距故,并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。离的平方成反比。牛顿(16431727)英国著名的物理学家 当年牛顿在前人当年牛顿在前人研究的基础上,也经研究的基础上,也经过类似的思考,并凭过类似的思考,并凭借其超凡的数学能力借其超凡的数学能力和坚定的信念,深入和坚定的信念,深入研究,最终发现了研究,最终发现了万万有引力定律有引力定律。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。行行 星星轨道半长轴轨道半长轴a(1
3、0a(106 6km)km)轨道半短轴轨道半短轴b(10b(106 6km)km)水星水星57.957.956.756.7金星金星108.2108.2108.1108.1地球地球149.6149.6149.5149.5火星火星227.9 227.9 226.9226.9木星木星778.3778.3777.4777.4土星土星1427.01427.01424.81424.8天王星天王星2882.32882.32879.12879.1海王星海王星4523.94523.94523.84523.8八大行星轨道数据表d d太阳太阳=1.39=1.3910106 6 kmkm行星直径行星直径 d(10(1
4、06 6km)km)0.00480.00480.0120.0120.0130.0130.00680.00680.1430.1430.120.120.00510.00510.00490.0049建立模型太阳行星行星r太阳行星行星a诱思:既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动?为什么?简简化化行星绕太阳做匀速圆行星绕太阳做匀速圆周运动周运动需需要的向心力要的向心力由什么力来提由什么力来提供供呢?呢?这个力的方向怎样?这个力的方向怎样?科学探究追追寻寻牛牛顿顿的的足足迹迹消去v行星运行速度v不不容易观测?怎么办?消去T讨论关系式中m是受力天体还是施
5、力天体的质量?一、太阳对行星的引力F请用中文描述这个关系式!太阳对行星的引力跟行星(受力星体)质量成正比,与行星、太阳距离的二次方成反比.F行星太阳F既然太阳对行星有引力,那么行星对太阳有没有引力?它有怎么样定量的关系?思考:思考:太阳对行星的引力太阳对行星的引力F跟太阳的质跟太阳的质量有关吗?量有关吗?二、行星对太阳的引力FF行星太阳F类比法牛 三太阳对行星的引力跟行星的质量成正比,与行星、太阳距离的二次方成反比.行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比,与行星、太阳距离的二次方成反比.三、太阳与行星间的引力F类比法牛 三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
6、的关系式有什么关系?牛三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 1、下列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随堂练习 A2、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()A1 B.C.D.随堂练习 D小小 结结 1、太阳对行星的引力:太阳对不同行、太阳对行星的引力:太阳对
7、不同行星的引力,与行星的质量星的引力,与行星的质量m成正比,与成正比,与太阳到行星间的距离太阳到行星间的距离r的二次方成反比的二次方成反比2、行星对太阳的引力:与太阳、行星对太阳的引力:与太阳的质量的质量M成正比,与行星到太阳成正比,与行星到太阳的距离的距离r的二次方成反比的二次方成反比3、太阳与行星间的引力:与太阳的、太阳与行星间的引力:与太阳的质量质量M、行星的质量、行星的质量m成正比,与成正比,与两者距离的二次方成反比两者距离的二次方成反比(1 1)G G是比例系数,与行星、太阳均无关是比例系数,与行星、太阳均无关(2 2)引力的方向沿太阳和行星的连线)引力的方向沿太阳和行星的连线2rMF