太阳与行星间的引力（课堂PPT）

1、17.2 7.2 太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力2复复 习习开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律第一定律：第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。处在椭圆的一个焦点上。第二定律：第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积在相等的时间内扫过相等的面积第三定律：第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。跟它的公转周期的二次方的比值都相等。即即kTa23k k值与中心天体有关，值与中心天体有关，而与环

2、绕天体无关而与环绕天体无关3思考：思考： 是什么原因使行星绕太阳运动呢？是什么原因使行星绕太阳运动呢？4行星为什么这样运动行星为什么这样运动?科学的足迹科学的足迹5行星为什么这样运动行星为什么这样运动?科学的足迹科学的足迹6行星为什么这样运动行星为什么这样运动?科学的足迹科学的足迹7行星为什么这样运动行星为什么这样运动?科学的足迹科学的足迹8思考：哪种观点你认为肯定错误？思考：哪种观点你认为肯定错误？（1 1）圆周运动是完美的，）圆周运动是完美的，无需什么动因无需什么动因。（2 2）伽利略认为：一切物体都有）伽利略认为：一切物体都有合并的趋势合并的趋势，这种趋势导致物体作圆周运动。这种趋势导致

3、物体作圆周运动。（3 3）开普勒认为：行星一定是受到了来自太）开普勒认为：行星一定是受到了来自太阳的类似阳的类似磁力磁力的作用。的作用。（4 4）笛卡尔：行星的运动是因为在行星周围）笛卡尔：行星的运动是因为在行星周围有旋转的物质有旋转的物质以太作用以太作用在行星上。在行星上。（5 5）牛顿、胡克、哈雷认为：行星绕太阳运）牛顿、胡克、哈雷认为：行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的动是因为受到了太阳对它的引力引力的作用。的作用。9一、太阳对行星的引力一、太阳对行星的引力v1 1、设行星的质量为、设行星的质量为m m，速度为，速度为v v，行星到太阳的，行星到太阳的距离为距离为r r，则行星绕太阳做

4、匀速圆周运动的向心，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供力太阳对行星的引力来提供rvF2m追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹102 2、天文观测难以直接得到行星的速度、天文观测难以直接得到行星的速度v v，但可以得到行星的公转周期，但可以得到行星的公转周期T TTrv2224TmrF代入代入rvF2m追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹有有113、根据开普勒第三定律、根据开普勒第三定律kTr23krT32224rmkF即即所以所以224TmrF代入得代入得追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹124、太阳对行星的引力、太阳对行星的引力 2rmF 即即追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹 太阳对不同行星的引

5、力，与太阳对不同行星的引力，与行星的质行星的质量成正比量成正比，与行星和太阳间的，与行星和太阳间的距离的二距离的二次方成反比次方成反比。224rmkF13（4 4）对称：）对称：根据牛顿第三定律，行星与太阳间的吸根据牛顿第三定律，行星与太阳间的吸引力是相互作用的，是大小相等、性质相同的力引力是相互作用的，是大小相等、性质相同的力（一对作用力、反作用力）（一对作用力、反作用力） 牛顿认为，行星对太阳的引力大小也存在与上述牛顿认为，行星对太阳的引力大小也存在与上述关系对称的结果，即和太阳的质量成正比关系对称的结果，即和太阳的质量成正比 若用若用M表示太阳的质量，则有：表示太阳的质量，则有： 2MF

6、r追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹14太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力2rMmF 2rMmGF 概括起来有概括起来有G比例系数，与太阳、行星的质量无关比例系数，与太阳、行星的质量无关则太阳与行星间的引力大小为则太阳与行星间的引力大小为方向：沿着太阳和行星的连线方向：沿着太阳和行星的连线追寻牛顿的足迹追寻牛顿的足迹15说一说说一说 如果要验证太阳与行星间的引力规律是如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星，我们需要观测这否适用于行星与它的卫星，我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设？据的规律有什么假设？16小小

7、 结结 2rmF 1、太阳对行星的引力：太阳对不同行、太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与行星的质量星的引力，与行星的质量m成正比，与成正比，与太阳到行星间的距离太阳到行星间的距离r的二次方成反比的二次方成反比2、行星对太阳的引力：与太阳的质、行星对太阳的引力：与太阳的质量量M成正比，与行星到太阳的距离成正比，与行星到太阳的距离r的二次方成反比的二次方成反比3、太阳与行星间的引力：与太阳的、太阳与行星间的引力：与太阳的质量质量M、行星的质量、行星的质量m成正比，与两成正比，与两者距离的二次方成反比者距离的二次方成反比（1 1） G G是比例系数，与行星、太阳均无关是比例系数，与行星、太阳均无关（2