开普勒三定律开普勒三定律知识回顾开普勒第一定律开普勒第一定律轨道定律轨道定律所有行星都分别在大小不同的椭圆所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上些椭圆的一个焦点上;开普勒第二定律开普勒第二定律面积定律面积定律对每个行星来说，太阳和行星的连对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积线在相等的时间扫过相等的面积;开普勒第三定律开普勒第三定律周期定律周期定律所有行星的轨道的半长轴的三次方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跟公转周期的二次方的比值都相等.太阳太阳行星行星b=va问题探究问题探究行星为什么绕太阳如此和行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运谐而又有规律地做椭圆运动？动？ 2 2 2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天伽利略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，行星的运动是太阳吸引的缘故，行星的运动是太阳吸引的缘故，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并且力的大小与到太阳距离的平方并且力的大小与到太阳距离的平方并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。成反比。成反比。成反比。 在行星的周围有旋转的物质作用在行星上，使得行星绕太阳运动。开普勒开普勒笛卡尔笛卡尔胡克胡克一切物体都有合并的趋势。一切物体都有合并的趋势。科学足迹伽利略伽利略一切物体都有合并的趋势。一切物体都有合并的趋势。科学足迹牛顿牛顿 (1643(16431727)1727)英国著名的物理学家英国著名的物理学家 当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似同学这样的思考，并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，如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。那是因为我站在巨人的肩膀上。 建立模型诱思：诱思：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解出椭圆运动规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？太阳太阳行星行星a行行 星星轨道半长轴轨道半长轴a(10a(106 6km)km)轨道半短轴轨道半短轴b(10b(106 6km)km)水星水星57.957.956.756.7金星金星108.2108.2108.1108.1地球地球149.6149.6149.5149.5火星火星227.9 227.9 226.9226.9木星木星778.3778.3777.4777.4土星土星1427.01427.01424.81424.8天王星天王星2882.32882.32879.12879.1海王星海王星4523.94523.94523.84523.8八大行星轨道数据表d d太阳太阳=1.39=1.3910106 6 kmkm行星直径行星直径 d (10(106 6km)km)0.00480.00480.0120.0120.0130.0130.00680.00680.1430.1430.120.120.00510.00510.00490.0049建立模型太阳太阳行星行星r太阳太阳行星行星a思考一：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？为什么？简简化化思考二：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？ 这个力的方向这个力的方向怎么样？怎么样？建立模型探究：探究：太阳对行星太阳对行星的引力提供的引力提供向心力，那向心力，那这个力大小这个力大小有什么样的有什么样的定量关系？定量关系？F太阳太阳行星行星科科学学探探究究消去消去v行星运行速度行星运行速度v不容不容易观测？怎么办？易观测？怎么办？消去消去T对于太阳系行星，除了对于太阳系行星，除了m,rm,r，其余都是常量，其余都是常量科科学学探探究究关系式中关系式中m m是受是受力天体还是施力力天体还是施力天体的质量？天体的质量？探究探究1: 太阳对行星的引力太阳对行星的引力F描述关系式的物理意义！太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.F行行星星太太阳阳F既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力？它有怎么样定量的关系？科科学学探探究究探究探究2: 行星对太阳的引力行星对太阳的引力FF行行星星太太阳阳F类类比比法法牛牛顿顿第第 三三定定律律行星对太阳的引力F跟太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.科科学学探探究究探究探究3: 太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力F类类比比法法牛牛顿顿第第 三三定定律律可以得出引力可以得出引力F大小跟大小跟太阳质量太阳质量M、行星质、行星质量量m的有什么关系？的有什么关系？牛顿第三牛顿第三定律定律G为比例系数，为比例系数，与太阳、行星与太阳、行星无关。无关。方向：方向：沿着太阳与行星间的连线连线 。课堂小结今天我们学到了什么今天我们学到了什么?历史历史观点观点牛顿牛顿思考思考理论理论演算演算总结总结规律规律建模建模理想化理想化 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 A2、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是r1和r2，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（ ）A1 B. C. D.随堂练习 D3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 BC 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思考与讨论 1.地球的实际运动为椭圆,那么,在近日点A，行星所受太阳的引力比它转动所需要的向心力大还是小？远日点B呢？AB思考与讨论 2、请你运用已有知识，分析开普勒第二定律所描述的，地球在椭圆轨道上运动经过A、B两个位置时，运动快慢变化的原因。太阳太阳地球地球BAFvFv