6.2太阳与行星间的引力—2020-2021学年人教版高中物理必修二课件

6.2 太阳与行星间的运动
人教版 高中物理必修二
第六章万有引力与航天
一、科学家对行星运动原因的猜测
开普勒行星运动定律揭示了行星的运动规律,回答了人们千百年来一直追寻的 “行星怎样运动”的问题。然而好奇的人们,却并不满足,他们面向天穹,深情地叩问:行星为什么要这样运动?是什么力量支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢?
历史上人们关于行星运动原因的猜想与假设
一、科学家对行星运动原因的猜测
『想一想』
开普勒描述了行星的运动规律，许多科学家对行星围绕太阳运动的原因提出各种猜想，如图所示。
你赞成哪位科学家的猜想呢？
答案：胡克
二、太阳与行星间的引力
1.如图所示,行星绕太阳所做的运动与我们平常生活中见到的匀速圆周运动有什么相似之处，是否可以近似等价？是否符合
同样的动力学规律?如果是,分析行星的受力情况。
解答：行星绕太阳运动的轨道虽然为椭圆，但是如右图所示可知，行星绕太阳转动的运动轨道可以看成是圆周运动。
行星与平常我们见到的做匀速圆周运动的物体一样,遵循牛顿第二定律F=ma向=mv2/r,行星所需要的向心力由太阳对它的引力提供。
简化模型
二、太阳与行星间的引力
演绎与推理
二、太阳与行星间的引力
通过上面的理论推导可知：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比:即 F ∝m/r2 ；
同理可推导出行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比:即：F′ ∝M/r2 ；
由牛顿第三定律知F和 F′的大小相等，因此太阳和行星之间的引力与行星和太阳的质量成正比与距离的二次方成反比F ∝Mm/r2;
写成等式就是：
F =G ——
Mm
r2
得出结论
式中G是与太阳、行星无关的常量。
二、太阳与行星间的引力
对F＝GMm/r2的理解(1)公式表明，太阳与行星间引力的大小，与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比。(2)式中G是比例系数，与太阳、行星都没有关系。(3)根据向心力的方向特点，太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向。(4)我们在已有的观测结果(开普勒行星运动定律)和理论引导(牛顿运动定律)下进行推测和分析，所得出的结论不但适用于行星与太阳之间的作用力，而且对其他天体之间的作用力也适用。
(多选)下列关于太阳对行星的引力的说法正确的是(　　)。
A.太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力
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正比
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
AD
已知太阳光从太阳射到地球需要500 s,地球绕太阳的公转周期约为3.2×107 s,地球的质量约为6×1024 kg。求太阳对地球的引力大小。(计算结果保留2位有效数字)
课后作业：
完成第六章第二节相关练习
预习第六章第三节相关知识