2018年高中物理 第六章 萬有引力與航天 6.2 太陽與行星間的引力課件 新人教版必修2.ppt

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2.太陽與行星間的引力,自我檢測,自主閱讀,一、太陽對行星的引力1.行星以太陽為圓心做勻速圓周運動。太陽對行星的引力,就等于行星做勻速圓周運動的向心力。2.若行星的質(zhì)量為m,行星到太陽的距離為r,行星運行周期為T。則行星需要的向心力的大小如何表示?3.結(jié)合開普勒第三定律,推導(dǎo)行星需要的向心力F與m、r有怎樣的關(guān)系?4.太陽對不同行星的引力,與行星的質(zhì)量成正比,與行星和太陽間距離的二次方成反比。,,,,,,自我檢測,自主閱讀,二、行星對太陽的引力1.行星受到太陽的引力與行星的質(zhì)量成正比,為什么可以說太陽受到行星的引力與太陽的質(zhì)量成正比?答案:從太陽與行星間相互作用的角度來看,兩者的地位是相同的。也就是說既然太陽吸引行星,行星也必然吸引太陽,就行星對太陽的引力來說,太陽是受力星體,因此,行星對太陽的引力應(yīng)該與太陽的質(zhì)量成正比。2.行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量成正比,與行星和太陽間距的二次方成反比,即三、太陽與行星間的引力2.太陽與行星間引力的方向沿著二者的連線。,,,,,,自我檢測,自主閱讀,1.正誤辨析(1)行星繞太陽運動的向心力來自太陽對行星的吸引力。()答案:√(2)把行星繞太陽的運動看作勻速圓周運動時,勻速圓周運動的規(guī)律同樣適用于行星運動。()答案:√(3)太陽與行星間作用力的公式F=GMmr2也適用于行星與它的衛(wèi)星之間。()答案:√,自我檢測,自主閱讀,2.在推導(dǎo)太陽與行星間的引力表達式時,是否需要考慮太陽與行星的形狀和大小?答案:不需要考慮太陽與行星的形狀和大小,因為行星及太陽的大小與行星和太陽間的距離相比可以忽略,所以在處理相關(guān)問題時可以把行星與太陽看作質(zhì)點。3.怎樣推出行星對太陽的引力是和太陽質(zhì)量成正比的?答案:根據(jù)牛頓第三定律,既然太陽吸引行星,行星也必然吸引太陽。就行星對太陽的引力F來說,太陽是受力物體。因此,F的大小應(yīng)該與太陽質(zhì)量M成正比,與行星和太陽間距的二次方成反比,也就是,知識點一,知識點二,問題導(dǎo)引行星所做的勻速圓周運動與我們平常生活中見到的勻速圓周運動是否符合同樣的動力學(xué)規(guī)律?如果是,分析行星的受力情況。要點提示行星與平常我們見到的做勻速圓周運動的物體一樣,符合同樣的動力學(xué)規(guī)律,遵守牛頓第二定律。行星受到太陽的吸引力,此力提供行星繞太陽運轉(zhuǎn)的向心力。,知識點一,知識點二,知識歸納1.模型簡化:(1)將行星繞太陽的橢圓運動看成勻速圓周運動,太陽對行星的引力提供了行星做勻速圓周運動的向心力。(2)將天體看成質(zhì)點,且質(zhì)量集中在球心上。如圖所示。,知識點一,知識點二,2.太陽對行星的引力推導(dǎo):3.結(jié)論:太陽對不同行星的引力,與行星的質(zhì)量m成正比,與行星和太陽間距離r的二次方成反比。,知識點一,知識點二,典例剖析【例1】(多選)下列關(guān)于太陽對行星的引力的說法正確的是()A.太陽對行星的引力提供行星做勻速圓周運動的向心力B.太陽對行星引力的大小與太陽的質(zhì)量成正比,與行星和太陽間的距離的二次方成反比C.太陽對行星的引力是由實驗得出的D.太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒行星運動規(guī)律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規(guī)律推導(dǎo)出來的,知識點一,知識點二,解析:太陽對行星的引力提供行星做勻速圓周運動的向心力,其大小是牛頓結(jié)合開普勒行星運動定律和圓周運動規(guī)律推導(dǎo)出來的,它不是實驗得出的,但可以通過天文觀測來檢驗其正確性,故選項A、D正確,C錯誤。太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比,與行星和太陽間距離的二次方成反比,故選項B錯誤。答案:AD規(guī)律方法正確認識太陽與行星間的引力(1)太陽與行星間的引力大小與三個因素有關(guān):太陽質(zhì)量、行星質(zhì)量、太陽與行星間的距離。太陽與行星間引力的方向沿著二者的連線方向。(2)太陽與行星間的引力是相互的,遵守牛頓第三定律。,知識點一,知識點二,變式訓(xùn)練1在探究太陽對行星的引力規(guī)律的過程中,我們依據(jù)以下三個公式我們所依據(jù)的上述三個公式中無法在實驗室中驗證的規(guī)律是()A.僅①B.僅②C.僅③D.②③答案:C,知識點一,知識點二,問題導(dǎo)引已知太陽對行星的引力與行星的質(zhì)量成正比,與行星和太陽間距的二次方成反比,試分析推導(dǎo)太陽與行星間引力的表達式。,知識點一,知識點二,知識歸納1.行星對太陽的引力2.太陽與行星的引力,知識點一,知識點二,典例剖析【例2】地球的質(zhì)量是月球質(zhì)量的n倍,一飛行器處在地球與月球之間,當(dāng)它受到地球和月球的引力的合力為零時,該飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為。,知識點一,知識點二,規(guī)律方法物體與天體之間存在相互吸引力,其大小可由求出,其中M、m分別為天體的質(zhì)量和物體的質(zhì)量,r為兩者之間的距離。公式中G未知,但可由比值關(guān)系確定引力間的大小關(guān)系。,知識點一,知識點二,變式訓(xùn)練2已知太陽的質(zhì)量為M,地球的質(zhì)量為m1,月球的質(zhì)量為m2,當(dāng)發(fā)生日全食時,太陽、月球、地球幾乎在同一直線上,且月球位于太陽與地球中間,如圖所示。設(shè)月球到太陽的距離為a,地球到月球的距離為b,則太陽對地球的引力F1和對月球的引力F2的大小之比為多少?,知識點一,知識點二,1,2,3,1,2,3,解析:開普勒的三大定律是通過對行星運動的觀察而總結(jié)歸納出來的規(guī)律,每一條都是經(jīng)驗定律,故開普勒的三大定律都是在實驗室無法驗證的規(guī)律。太陽對行星的引力與行星對太陽的引力相等,故C、D錯誤。答案:AB,1,2,3,2.(多選)根據(jù)開普勒關(guān)于行星運動的規(guī)律和圓周運動的知識:太陽對行星的引力,其中M、m、r分別為太陽、行星質(zhì)量和太陽與行星間的距離,下列說法正確的是()B.F和F大小相等,是作用力與反作用力C.F和F大小相等,是同一個力D.太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動的向心力解析:F和F大小相等、方向相反,是作用力和反作用力,太陽對行星的引力是行星繞太陽做圓周運動的向心力,故正確答案為B、D。答案:BD,1,2,3,3.兩顆行星都繞太陽做勻速圓周運動,它們的質(zhì)量之比m1∶m2=p,軌道半徑之比r1∶r2=q,則它們受到太陽的引力之比F1∶F2為()答案:D,