单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,6.2 太阳与行星间的引力,6.3 万有引力定律,6.2 太阳与行星间的引力,亚里士多德提出地心说,托勒密完善地心说,开普勒发现了行星运动定律,第谷测量了精确的数据,哥白尼提出日心说,亚里士多德提出地心说托勒密完善地心说开普勒发现了行星运动定律,开普勒三定律,知识回顾,开普勒第一定律,轨道定律,所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上,;,开普勒第二定律,面积定律,对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积,;,开普勒第三定律,周期定律,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,.,太阳,行星,b,=,v,a,k,值只与中心天体有关，与环绕天体无关,开普勒三定律知识回顾开普勒第一定律轨道定律所有行星都分别,什么力来维持行星绕太阳的运动呢？,什么力来维持行星绕太阳的运动呢？,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。,科学的足迹,17,世纪前,:,行星理所应当的做这种完美的圆周运动,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,建立模型,行 星,轨道半长轴,a(10,6,km),轨道半短轴,b(10,6,km),水星,57.9,56.7,金星,108.2,108.1,地球,149.6,149.5,火星,227.9,226.9,木星,778.3,777.4,土星,1427.0,1424.8,天王星,2882.3,2879.1,海王星,4523.9,4523.8,0.0049,0.0051,0.12,0.143,0.0068,0.013,0.012,0.0048,行星直径,d,(10,6,km),d,太阳,=1.3910,6,km,八大行星轨道数据表,建立模型行 星轨道半长轴轨道半短轴水星57.956.7金星1,建立模型,太阳,行星,a,简化,诱思：,太阳对行星的引力提供向心力，那这个力大小有什么样的定量关系？,F,太阳,行星,建立模型太阳行星a简化诱思：F太阳行星,科学探究,追寻牛顿的足迹,消去,v,行星运行速度,v,不,容易观测 怎么办？,消去,T,讨论,科学探究追寻牛顿的足迹消去v行星运行速度v 不容易观测 怎,关系式中,m,是受力天体还是施力天体的质量？,一,、太阳对行星的引力,F,太阳,对,行星,的引力跟,行星,（受力星体）质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比,.,F,行星,太阳,F,既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有没有引力？它有怎么样定量的关系？,科学探究,追寻牛顿的足迹,关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？一、太阳对行星的引力,二,、行星对太阳的引力,F,F,行星,太阳,F,类比法,牛 三,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,.,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,.,科学探究,追寻牛顿的足迹,二、行星对太阳的引力FF行星太阳F类比法牛 三太阳对行星,三,、太阳与行星间的引力,F,类比法,牛 三,F,和,F,是一对作用力和反作用力，那么可以得出,F,大小跟太阳质量,M,、行星质量,m,的关系式有什么关系？,牛三,G,为比例系数，与太阳、行星无关。,方向：,沿着太阳与行星间的,连线,科学探究,追寻牛顿的足迹,三、太阳与行星间的引力F类比法牛 三F 和F 是一对作用力,苹果落地,苹果落地,苹果与月亮受到的力可能是同一种力!,可能是地球表面的重力延伸到月亮。,牛顿的猜想：,天上的力和人间的力,是同一性质的力。,苹果与月亮受到的力可能是同一种力!牛顿的猜想：天上,月,地检验,证明：苹果、月亮受力,满足“平方反比”的关系,2,r,Mm,G,F,=,F,m,a,=,牛顿第二定律：,2,r,M,G,a,=,月地检验证明：苹果、月亮受力2rMmGF=Fma=牛顿第二,当时已知的一些量：,地表重力加速度：,g=9.8m/s,2,地球半径：,R,=640010,3,m,月亮周期：,T,=27.3天2.3610,6,s,月亮轨道半径：,r,60R,计算验证：,？,计算结果：,2,r,M,G,a,=,当时已知的一些量：计算验证：？计算结果：2rMG,结论,太阳对行星的力,地球对月球的力,地球对地面上物体的力,是同一种力,且都遵从,“,与距离的二次方成反比,”,的关系,既然太阳行星间、地球月球间、地球物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？,牛顿的思考：,结论太阳对行星的力地球对月球的力 地球对地面上物体的力是,四、万有引力定律,1、内容：,自然界中,任何两个物体,都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的,质量,m,1,和,m,2,的乘积,成,正比,，与它们之间,距离,r的二次方,成,反比,。,(1687年),2,、公式：,引力常量：,=6.6710,-11,N.m,2,/kg,2,G的物理意义,两质量各为,1kg的物体相距1m时,万有引力的大小为,6.6710,-11,N,。,四、万有引力定律1、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引,引力常量,引力常量的测量,卡文迪许扭称实验,(1789年),卡文迪许实验室,卡文迪许,引力常量引力常量的测量卡文迪许扭称实验(1789年)卡文迪,引力常量的测量,卡文迪许扭称实验,(1789年),引力常量的测量卡文迪许扭称实验(1789年),？,两物体的距离,r指“哪两部分距离”,3,、公式的适用条件：,万有引力存在于一切物体之间，但公式只能计算两,质点间的引力,；,1）,即两物体的形状和大小对它们之间的距离而言,影响很小,可以忽略不计，可看成质点.,2）两质量分布均匀的球体之间的引力，也可用上述公式计算，且r为两球心间距离；,m,1,m,2,r,？两物体的距离r指“哪两部分距离”3、公式的适用条件：万有,(1),普遍性,:,普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体间的吸引力,.,是自然界的基本相互作用之一,.,(2)相互性:,两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力,符合牛顿第三定律.,(3)客观性:,通常情况下，万有引力非常小,只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有实际意义.,(4)特殊性：,两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量有关，与它们之间的距离有关。和所在空间的性质无关，和周围有无其他物体无关。,4.对万有引力的理解,(1)普遍性:普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体间的吸引,17,世纪自然科学最伟大的成果之一，第一次揭示 了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。,在文化发展史上的重大意义：使人们建立了有能 力理解天地间的各种事物的信心，解放了人们的思想，在科学文化的发展史上起了积极的推动作用。,5.,万有引力定律的意义,17世纪自然科学最伟大的成果之一，第一次揭示 了自然界,1,、下列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,随堂练习,1、下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（,2,、两个行星的质量分别为,m,1,和,m,2,，绕太阳运行的轨道半径分别是,r,1,和,r,2,，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为（）,A,1 B.C.D.,随堂练习,2、两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别,3,下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是（）,A,、离太阳越近的行星周期越大,B,、离太阳越远的行星周期越大,C,、离太阳越近的行星的向心加速度越大,D,、离太阳越近的行星受到太阳的引力越大,随堂练习,3下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是（,4一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有 （）,A.相同的速率,B.相同的加速度,C.相同的运转周期,D.相同的角速度,随堂练习,ABCD,4一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有,