人教版（2019）物理必修第二册 7.2.1 行星与太阳间的引力(共28张PPT)

(共28张PPT)
7.2.1行星与太阳间的引力
1.知道太阳与行星间存在引力．
2．能利用开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式．
3．理解万有引力定律内容、含义及适用条件．
4．认识万有引力定律的普遍性，能应用万有引力定律解决实际问题.
行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？
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。
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，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，那是因为我站在巨人的肩膀上。
思考：哪种观点你认为肯定错误？
1.圆周运动是完美的，无需什么动因。
2.伽利略认为一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
3.开普勒认为行星一定是受到了来自太阳的类似磁力的作用。
4.笛卡尔认为行星的运动是因为在行星周围有旋转的物质作用在行星上。
5.牛顿、胡克、哈雷认为行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力的作用。
思考：行星的运动实际是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动的规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？
太阳
行星
a
一、行星与太阳间的引力
太阳
行星
r
太阳
行星
a
既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳的运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？
简化
行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供向心力？ 这个力的方向什么样？
太阳对行星的引力提供向心力，那这个力的大小有什么样的定量关系呢？
F
太阳Ｍ
行星ｍ
ｒ
v
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由太阳对行星的引力来提供
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
有
根据开普勒第三定律
得
代入
太阳对行星的引力
即
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。
行星
太阳
F
F′
既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力吗？它们有怎么样的定量关系？
类比推广
根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F′应满足
F
F′
行星
太阳
行星对太阳的引力
太阳与行星间的引力概括起来有G为比例系数，与太阳、行星的质量无关则太阳与行星间的引力大小为方向：沿着太阳和行星的连线BD
正确认识太阳与行星间的引力
(1)太阳与行星间的引力大小与三个因素有关：太阳的质量、行星的质量、太阳与行星间的距离．太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线．
(2)太阳与行星间的引力是相互的，遵循牛顿第三定律．
(3)太阳对行星的引力效果是提供向心力，使行星绕太阳做匀速圆周运动．
B
二、月—地检验
验证：(1)苹果自由落体加速度a苹＝g＝9.8 m/s2.
(2)月球中心距地球中心的距离r＝3.8×108 m.
月球公转周期T＝27.3 d≈2.36×106 s
D
x＝3.46×108m
古人观点
牛顿思考
理论演算
总结规律
建模
理想化
类比
1.太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′大小相等,其依据是( )
A.牛顿第一定律
B.牛顿第二定律
C.牛顿第三定律
D.开普勒第三定律
C
2.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.行星对太阳的引力大小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
3.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运行速率是地球运行速率的（ ）
A.4倍 B.2倍 C.0.5倍 D.16倍
C
再见