6.2 太阳与行星间的引力—人教版高中物理必修二课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
太阳与行星间的引力
【高中物理】【人教版必修2】【第六章
万有引力与航天】
CONTENTS
引入
01
太阳与行星间的引力
02
引
入
开普勒定律发现后，人们开始思考：是什么原因使行星绕太阳运动？
多数人：
行星做圆周运动是无需动因的
01
太阳坐在它的皇位上，管理着围绕它的一切星球。—
哥白尼
引
入
开普勒定律发现后，人们开始思考：是什么原因使行星绕太阳运动？
伽利略（1564-1642）：
一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动
01
引
入
开普勒定律发现后，人们开始思考：是什么原因使行星绕太阳运动？
开普勒（1571-1630）：
行星绕太阳运动一定是受到了来自太阳的类似与磁力的作用。
01
引
入
开普勒定律发现后，人们开始思考：是什么原因使行星绕太阳运动？
笛卡尔（1596-1650）：
行星绕太阳运动是因为行星的周围有旋转的物质作用在行星上。
01
引
入
开普勒定律发现后，人们开始思考：是什么原因使行星绕太阳运动？
胡克（1635-1703）：
行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力，提出如果行星的轨道是圆形的，它所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。
01
引
入
开普勒定律发现后，人们开始思考：是什么原因使行星绕太阳运动？
伽利略、开普勒以及法国数学家笛卡儿（René
Descartes,
1596
—
1650）都提出过自己的解释。牛顿时代的科学家，如胡克、哈雷等对这一问题的认识更进一步。胡克等人认为，行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力，甚至证明了如果行星的轨道是圆形的，它所受引力的大小跟行星到太阳距离的二次方成反比。
但是由于关于运动的清晰概念是在他们以后由牛顿建立的，当时没有这些概念，因此他们无法深入研究。
01
太阳坐在它的皇位上，管理着围绕它的一切星球。—
哥白尼
引
入
猜想
行星围绕太阳的运动可能是太阳的引力作用造成的，太阳对行星的引力F应该与行星到太阳的距离r有关。
模型简化
行星以太阳为圆心做匀速圆周运动，太阳对行星的引力提供做匀速圆周运动的向心力。
01
太阳对行星的引力
结合开普勒第三定律：
F与成正比（m行星质量）
太阳与行星间的引力
02
F
太阳对行星的引力
结合开普勒第三定律：
F与成正比（m行星质量）
行星对太阳的引力
根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F’的大小也存在与上述关系类似的结果，即F’与成正比（M为太阳的质量）
太阳对行星的引力F
与行星对太阳的引力F’大小相等
太阳与行星间的引力
02
太阳对行星的引力
结合开普勒第三定律：
F与成正比（m行星质量）
行星对太阳的引力
根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F’的大小也存在与上述关系类似的结果，即F’与成正比（M为太阳的质量）
太阳与行星间的引力
由于F正比于，
F’正比于，且F=F’，则有F正比于，写成等式：
(G为比例系数)
太阳与行星间的引力
02
（多选题）下列说法正确的是（）
A
在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的；
B
在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义式得来的；
C
在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式实际上是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的；
D
在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式都是可以在实验室中得到证明的。
【例题1】
答案：A
B
分析：A.
引用公式，这个关系式实质是牛顿第二定律，可以在实验室得到验证，故A正确；
B
引用公式，这个关系式实质是匀速圆周运动的一个公式，即线速度等于弧长与时间的比值，是通过速度的定义式得到的，故B正确；
CD，引用公式，是开普勒第三定律，是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的，在实验室无法验证。故CD错误。
【例题1】
（多选题）根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动的知识可知：太阳对行星的引力F，行星对太阳的引力F’，其中M、m、r分别为太阳质量、行星质量和太阳与行星间的距离，下列说法正确的是（）
A
由F’和F，F:F’=m:M
B
F和F’大小相等，是一对作用力与反作用力
C
F和F’大小相等，是同一个力
D
太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
【例题2】
（多选题）根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动的知识可知：太阳对行星的引力F，行星对太阳的引力F’，其中M、m、r分别为太阳质量、行星质量和太阳与行星间的距离，下列说法正确的是（）
A
由F’和F，F:F’=m:M
B
F和F’大小相等，是一对作用力与反作用力
C
F和F’大小相等，是同一个力
D
太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
【例题2】
答案：B、D
分析：ABC，两个物体之间的万有引力是一对相互作用力，等大反向，故AC错误，B正确。
D，行星围绕太阳圆周运动时只受太阳的引力（行星间的引力十分微小可以忽略不计），所以太阳的引力提供向心力，D正确。
（单选题）太阳系中有两颗行星，它们绕太阳运转周期之比为8:1，则两行星的公转速度之比为（）
A
2:1
B
4:1
C
1:2
D
1:4
【例题3】
（单选题）太阳系中有两颗行星，它们绕太阳运转周期之比为8:1，则两行星的公转速度之比为（）
A
2:1
B
4:1
C
1:2
D
1:4
【例题3】
答案：C
（单选题）科学家推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”。由以上信息可以推断（）
A
这颗行星的公转周期与地球相等
B这颗行星的自转周期与地球相等
C这颗行星一定是地球的同步卫星
D这颗行星的密度与地球密度相等
【例题4】
（单选题）科学家推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”。由以上信息可以推断（）
A
这颗行星的公转周期与地球相等
B这颗行星的自转周期与地球相等
C这颗行星一定是地球的同步卫星
D这颗行星的密度与地球密度相等
【例题4】
答案：A
分析：A：研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律可知，
，这颗行星也在地球轨道上，因此轨道半径与地球相等，所以公转周期相等。
BCD均无法推断。
（单选题）关于太阳对行星的引力，下面说法正确的是（）
A
行星做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供
B太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比
C太阳对行星的引力是由实验得出的
D太阳对行星的引力大小与行星的质量无关
【例题5】
（单选题）关于太阳对行星的引力，下面说法正确的是（）
A
行星做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供
B太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比
C太阳对行星的引力是由实验得出的
D太阳对行星的引力大小与行星的质量无关
【例题5】
答案：A
分析：行星做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供，A正确。B：是与太阳间的距离平方成反比；C太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的，不是实验定律，C错误。D：与行星的质量也有关，D错误。
THANKS
谢谢聆听