6.2 太阳与行星间的引力 课件 -2022-2023学年高一下学期物理人教版必修2(共23张PPT)

(共23张PPT)
2.太阳与行星间的引力
知识回顾
开普勒行星运动定律
开普勒第一定律
一一轨道定律
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。
开普勒第二定律一一
面积定律
对于任意一个行星来说，它与太阳的连线
D
在相等的时间内扫过相等的面积。
ScD
S
开普勒第三定律一一周期定律
SAB
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。
a
问题：是什么原因使行星绕太阳运动？
=k
行星为什么会绕太阳运动？
一、太阳与行星间的引力
切物体都有合
在太阳的周围有
并的趋势，通过旋转
旋转的物质（以太）作
对抗合
用在行星上，使得行
伽利略
由于关于运动和力的清晰
星绕太阳运动。
概念是在他们以后由牛顿建立
1564-1642
的，当时没有这些概念，因此
他们无法深入研究！
星的运动是太
反
缘故，并且
刀的大小与到太阳距
离的平方成反比。
开普勒
胡克。
1571-1630
1635-1703
最后，牛顿在前人研究的基础上，得
出的回答是：以任何方式改变速度都需要
力，使行星沿圆或者椭圆运动，需要指向
圆心或椭圆焦点的力，这个力应该就是太
阳对它的引力。牛顿利用自己的运动定律
把行星的向心加速度和和太阳对他的引力
联系起来了。
牛顿的思考
物体怎样才不会沿直线运动？
牛顿第一定律：一切物体总保持原来的静止或匀
速直线运动状态，直到有外力迫使
它改变这种状态为止。
行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦
点的力，这个力应该是太阳对它的引力。那么这
行星
个力有怎样的定律关系？
太阳
牛顿第二定律：F=ma
请尝试推导一下太阳对行星的引力与哪些因素有关。
二、太阳对行星的引力
猜想：太阳对行星的引力F应该与行星到
太阳的距离r有关，许多经验使人很容易
想到这一点。那么F与的定量关系是什
么？
1、建立模型
行星
太阳
行星的实际运动是椭圆运动，但
我们还不了解椭圆运动规律，那
应该怎么办？能把它简化成什么
运动呢？
行星
太阳
行星绕太阳做匀速圆周
运动需要向心力，那什
么力来提供做向心力？
这个力的方向怎么样？
篦
行星
行星绕太阳做匀速圆
太阳
周运动需要向心力，
那什么力来提供做向
心力？这个力的方向
怎么样？
太阳对行
星的引力提供
行星川
凌阴
向心力，那这
个力大小有什
么样定量关
系？
(2)计算
将行星运动近似为圆轨道上的匀速圆
周运动：太阳和行星间的距离为，行星运
动的周期为T,行星的质量为m。请你学着
牛顿的方法，证明太阳对行星的引力F与r
的二次方成反比。