甘肃省崇信县高中物理 6.2太阳与行星间的引力课件新人教版必修2.ppt

2 太阳与行星间的引力 第六章万有引力与航天 学习目标 知识与技能1 知道行星绕太阳运动的原因是受到了太阳引力的作用 2 理解并会推导太阳与行星间的引力大小 3 记住行星与太阳间的引力公式 过程与方法1 了解行星与太阳间的引力公式的建立和发展过程 2 体会推导过程中的数量关系 情感 态度与价值观了解太阳与行星间的引力关系 从而体会到大自然中的奥秘 对太阳与行星间引力的理解 难点 运用所学知识对太阳与行星间引力的推导 重点 复习 开普勒行星运动定律第一定律 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 第二定律 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第三定律 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 即 k值与中心天体有关 而与环绕天体无关 行星为什么会绕着太阳运动呢 问题探究 太阳坐在它的皇位上 管理着围绕它的一切星球 哥白尼 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 并且力的大小与到太阳距离的平方成反比 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 笛卡尔 胡克 一切物体都有合并的趋势 万有引力的发展史 科学足迹 牛顿 1643 1727 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 问题1 行星绕太阳运动的轨道是怎样的 由开普勒第一定律可知 行星绕太阳运动轨道是椭圆 问题探究 问题2 若要解决椭圆轨道的运动 根据现在的知识水平 可作如何简化 八大行星轨道数据表 把行星绕太阳运动看作圆周运动 简化 建立模型 2 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 4 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 问题探究 3 太阳与行星的形状 大小与它们之间的距离相比较对研究问题的影响是否可忽略 太阳与行星是否可当作质点 1 根据开普勒第二定律 在行星轨道为圆的简化模型下 行星绕太阳做何种运动 深入探究 总结规律 太阳对行星的引力 1 行星绕太阳作匀速圆周运动 写出行星需要的向心力表达式 并说明式中符号的物理意义 2 行星运动的线速度v与周期t的关系式如何 为何要消去v 写出要消去v后的向心力表达式 3 如何应用开普勒第三定律消去周期t 为何要消去周期t 4 写出引力f与距离r的比例式 说明比例式的意义 请同学们先阅读教材p37页 太阳对行星的引力 内容 然后在练习本上结合下列提纲独立推导 想不起来了再参考教材 一 太阳对行星的引力 1 设行星的质量为m 速度为v 行星到太阳的距离为r 则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为 追寻牛顿的足迹 2 天文观测难以直接得到行星的速度v 但可以得到行星的公转周期t 代入 追寻牛顿的足迹 有 3 根据开普勒第三定律 即 所以 代入得 追寻牛顿的足迹 4 太阳对行星的引力 即 追寻牛顿的足迹 太阳对不同行星的引力 与行星的质量成正比 与行星和太阳间的距离的二次方成反比 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 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 二 行星对太阳的引力 追寻牛顿的足迹 请同学们阅读课本p38页太阳与行星间的引力部分内容 合作探究 1 利用太阳对行星的作用力和行星对太阳的作用力的关系 猜想太阳与行星间作用力与m m r的关系 2 写出太阳与行星间引力的表达式 三 太阳与行星间的引力 概括起来有 其中g为比例系数 叫做万有引力常量 与太阳 行星的质量无关 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 追寻牛顿的足迹 1 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 a 迁移应用能力提高 2 如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动 那么下列说法中正确的是 a 行星受到太阳的引力 提供行星做圆周运动的向心力b 行星受到太阳的引力 但行星运动不需要向心力c 行星同时受到太阳的引力和向心力的作用d 行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等 a 3 设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动 若测得土星到太阳的距离为r 土星绕太阳运动的周期为t 万有引力常量为g 则根据以上数据可解的物理量有 a 土星线速度的大小b 土星加速度的大小c 土星的质量d 太阳的质量 abd 小结 1 太阳对行星的引力 太阳对不同行星的引力 与行星的质量m成正比 与太阳到行星间的距离r的二次方成反比 2 行星对太阳的引力 与