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1、6.2 太阳与行星间的引力复复 习习开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律第一定律：第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。太阳处在椭圆的一个焦点上。第二定律：第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的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连线在相等的时间内扫过相等的面积第三定律：第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三所有行星的椭圆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。次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。即即k k值与中心天体有关，值与中心天体有关，而与环绕天体无关而与环绕天体无关 是什么原因使
2、行星绕太阳运动呢？是什么原因使行星绕太阳运动呢？伽利略伽利略行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用，与距离成反比。行星的运动是太阳吸引的缘故，行星的运动是太阳吸引的缘故，行星的运动是太阳吸引的缘故，行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方并且力的大小与到太阳距离的平方并且力的大小与到太阳距离的平方并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。成反比。成反比。成反比。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。开普勒开普勒笛卡尔笛卡尔胡克胡克一切物体都有合并的趋势。一切物体都有合并的趋势。科学足迹科学足迹牛顿牛顿 (1643(16431727)1727)英国
3、著名的物理学家英国著名的物理学家 当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似同学这样的思考，并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，如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。那是因为我站在巨人的肩膀上。建建立立模模型型太阳太阳行星行星r太阳太阳行星行星a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行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心圆周运动需要向心力，那什么力来提力，那什么力来提供做向心力？供做向心力？这个这个力的方向怎么样？
4、力的方向怎么样？一、太阳对行星的引力一、太阳对行星的引力1 1、设行星的质量为、设行星的质量为m m，速度为，速度为v v，行星到太阳，行星到太阳的距离为的距离为r r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供向心力太阳对行星的引力来提供追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹2 2、天文观测难以直接得到行星的速度、天文观测难以直接得到行星的速度v v，但可以得到行星的公转周期，但可以得到行星的公转周期T T代入代入追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹有有3 3、根据开普勒第三定律、根据开普勒第三定律即即所以所以代入得代入得追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹4 4、太阳对行
5、星的引力、太阳对行星的引力 即即追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹 太阳对不同行星的引力，与太阳对不同行星的引力，与行星的质行星的质量成正比量成正比，与行星和太阳间的，与行星和太阳间的距离的二距离的二次方成反比次方成反比。二、行星对太阳的引力二、行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律，行星对太阳引根据牛顿第三定律，行星对太阳引力力F应满足应满足追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹2rMFFF行行星星太太阳阳三、太阳与行星间的引力三、太阳与行星间的引力概括起来有概括起来有G比例系数，与太阳、行星的质量无关比例系数，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
6、方向：沿着太阳和行星的连线追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹科科学学探探究究关系式中关系式中m m是受是受力天体还是施力力天体还是施力天体的质量？天体的质量？探究探究1:太阳对行星的引力太阳对行星的引力F请用中文描述这个关系式！太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.F行行星星太太阳阳F既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力？它有怎么样定量的关系？科科学学探探究究探究探究2:行星对太阳的引力行星对太阳的引力FF行行星星太太阳阳F类类比比法法牛牛 三三行星对太阳的引力F跟太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星
7、、太阳距离的二次方成反比.说一说说一说 如果要验证太阳与行星间的引力如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星，规律是否适用于行星与它的卫星，我们需要观测这些卫星运动的哪些我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设？有什么假设？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
8、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）引力的方向方向沿太阳和行星的连线沿太阳和行星的连线2,rMF 随堂练习2 2两个行星的质量分别为两个行星的质量分别为m m1 1和和m m2 2，绕太，绕太阳运行的轨道半径分别是阳运行的轨道半径分别是r r1 1和和r r2 2，若它，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行们只受太阳
9、引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为（星的向心加速度之比为（）A.1A.1 B.B.C.C.D.D.D D随堂练习3 3 太阳的两颗行星质量之比太阳的两颗行星质量之比m m1 1mm2 2=12,=12,轨道半径之比轨道半径之比R R1 1RR2 2=31=31，下列有关数据之比正确的是下列有关数据之比正确的是 ()A.A.周期之比周期之比T T1 1TT2 2=31=31B.B.线速度之比线速度之比v v1 1vv2 2=31=31C.C.向心力之比向心力之比F F1 1FF2 2=19=19D.D.向心加速度之比向心加速度之比a a1 1a a2 2=19=19D 1、下列关于行星
10、对太阳的引力的说法、下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（中正确的是（）A.行星对太阳的引力与太阳对行星行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力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太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力阳的引力 D.行星对太阳的引力大小与太阳的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质量成正比，与行星距太阳的距离成反比比随随堂堂练练习习 A2、两个行星的质量分别为、两个行星的质量分别为m1和和m2，绕，绕太阳运行的轨道半
11、径分别是太阳运行的轨道半径分别是r1和和r2，若它，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行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（星的向心加速度之比为（）A1 B.C.D.随随堂堂练练习习 D3下面关于行星绕太阳旋转的说下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是（法中正确的是（）A.离太阳越近的行星周期越大离太阳越近的行星周期越大 B.离太阳越远的行星周期越大离太阳越远的行星周期越大 C.离太阳越近的行星的向心加离太阳越近的行星的向心加速度越大速度越大 D.离太阳越近的行星受到太阳离太阳越近的行星受到太阳的引力越大的引力越大随随堂堂练练习习 BC 4一群小行星在同一轨道上绕太阳一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有（旋转，这些小行星具有（）A.相同的速率相同的速率 B.相同的加速度相同的加速度 C.相同的运转周期相同的运转周期 D.相同的角速度相同的角速度 随随堂堂练练习习 ABCD