人教版高中物理必修二第六章第2節(jié)太陽與行星間的引力課件

2.太陽與行星間的引力

引入新課

開普勒在前人的基礎(chǔ)上，經(jīng)過計(jì)算總結(jié)出了他的三條定律，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下，三條定律的內(nèi)容是什么?從運(yùn)動(dòng)的描述角度看，分別描述了什么物理情景？所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積所有行星軌道半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值都相等。即：

比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量。從紛繁的數(shù)據(jù)中尋找到規(guī)律，并概括成簡(jiǎn)單的三句話。與原始數(shù)據(jù)相比，簡(jiǎn)潔、深刻的讓人瞠目結(jié)舌，你不得不佩服開普勒敏銳的洞察力和超凡的數(shù)學(xué)能力。橢圓咋辦？行星軌道半長(zhǎng)軸a(106km)軌道半短軸b(106km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5火星227.9226.9木星778.3777.4土星1427.01424.8天王星2882.32879.1海王星4523.94523.8太陽行星a太陽行星r簡(jiǎn)化行星圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)開普勒三定律應(yīng)用于圓軌道時(shí)，是怎樣表述的？對(duì)某一行星來說，它繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。

1、探究引力的存在

行星為什么要這樣運(yùn)動(dòng)？是什么力量支配著行星繞著太陽做如此和諧而有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)呢？橢圓運(yùn)動(dòng)（曲線運(yùn)動(dòng)）變速運(yùn)動(dòng)加速度合外力引力開普勒-----天空的立法者開普勒三大定律“磁力”的假想笛卡爾-----第一推動(dòng)“旋渦說”第一推動(dòng)胡克曾猜想“引力大小與距離的平方成反比”哈雷牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)的理論體系微積分的創(chuàng)立《光學(xué)》，致力于顏色的現(xiàn)象和光的本性的研究如果說我看的比別人更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀?/p>

牛頓自己深深清楚，如果沒有哥白尼的《天體運(yùn)行論》，沒有伽利略的《關(guān)于力學(xué)和位置運(yùn)動(dòng)的兩門新科學(xué)的對(duì)話》，沒有第谷大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，沒有開普勒的三大定律，沒有笛卡爾的旋渦說做引領(lǐng)，沒有胡克等人對(duì)二次方成正比的猜想，就不可能有自己在萬有引力上的巨大發(fā)現(xiàn)。

今天，我們將共同追尋牛頓的足跡，用自己的手和大腦，重新“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律！2、探究太陽對(duì)行星引力大小既然太陽對(duì)行星有一種引力，那么這個(gè)引力是由哪些因素決定的呢？大小、方向如何呢？有什么辦法來驗(yàn)證你的結(jié)論的正確性？運(yùn)動(dòng)力牛頓運(yùn)動(dòng)定律模型：行星圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)！結(jié)論1m為行星質(zhì)量，r為公轉(zhuǎn)軌道半徑MmFr模型：行星圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)！3、探究行星對(duì)太陽引力大小大膽猜想,結(jié)論2M是太陽質(zhì)量，K/是與行星有關(guān)的常數(shù)4、行星與太陽之間的引力大小由結(jié)論1和結(jié)論2可知：如果我們引入一個(gè)常量G，就可以形成等式：思考：我們今天得到的結(jié)論是牛頓的萬有引力定律嗎？等式來源于開普勒定律，因此它只適用于行星與太陽間的力。至于自然界萬物是否普遍適用該力，答案還是一個(gè)未知數(shù)！不過回首我們所經(jīng)歷的過程：從第谷到開普勒，從開普勒到牛頓，從紛繁的數(shù)據(jù)到幾句話，又到一個(gè)公式，形式越來越簡(jiǎn)潔，但意義越來越深刻，自然界的美越來越清晰。有理由相信牛頓思想會(huì)超越行星與太陽，展現(xiàn)給我們更深刻的意義和更美的自然界！本課小結(jié)

沁園春﹒天行

百家爭(zhēng)鳴，文藝復(fù)興，大師輩出。探星空奧秘，只爭(zhēng)朝夕；銀河上下，無數(shù)疑問；因循橢圓，原本簡(jiǎn)潔，只嘆造化卻弄人。須等待，看三大定律，分外清晰。天行如此億朝，馳彗星拖曳搖尾。惜開普勒等，擦肩而過；笛卡爾說，以太旋渦。同代天驕，胡克哈雷，怎憑猜想解運(yùn)動(dòng)?？唇癯?，數(shù)風(fēng)流人物，何待牛頓?！坝钪婺敲创?，我想去聽聽”2016年2月11日，值得載入史冊(cè)的一天。加州理工學(xué)院、麻省理工學(xué)院以及“激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）”的研究人員當(dāng)天在華盛頓舉行記者會(huì)稱：他們探測(cè)到引力波的存在。引力波時(shí)空命令物質(zhì)如何運(yùn)動(dòng)，而物質(zhì)引導(dǎo)時(shí)空如何彎曲。當(dāng)物質(zhì)的分布改變時(shí)，時(shí)空也會(huì)相應(yīng)變化，這一變化以光速傳播開去，就好像在平靜的湖面上丟下一粒小石子，湖面就會(huì)有一圈波浪向外蕩去，時(shí)空也會(huì)將漣漪向外傳開，這便是引力波了。LIGO激光干涉引力波天文臺(tái)先進(jìn)LIGO包括兩處設(shè)施，分別位于美國(guó)西北部（華盛頓州）以及美國(guó)東南部（路易斯安那州）。黑洞合并你能做什么？引力波的種類有很多，LIGO的科學(xué)目的除了探測(cè)來自致密雙星并合的信號(hào)外，也會(huì)搜索來自銀河系內(nèi)的中子星的連續(xù)信號(hào)。這個(gè)搜索由于需要大量計(jì)算資源，哪怕用上LIGO自己的超級(jí)計(jì)算機(jī)也不夠，所以常年征求志愿者貢獻(xiàn)CPU時(shí)間，只需要登錄/，你就可以下載Einstein@Home的程序，用你電腦的閑暇時(shí)間的空余CPU，處理來自LIGO的數(shù)據(jù)，搜索時(shí)空的漣漪。

課后作業(yè)

思考課本中“說一說”；“問題與練習(xí)”第3題；請(qǐng)查閱資料、網(wǎng)絡(luò)，請(qǐng)寫一篇關(guān)于“牛頓與胡克之爭(zhēng)”的小論文。謝謝7、做決定之前仔細(xì)考慮，一旦作了決定就要勇往直前、堅(jiān)持到底。17、“創(chuàng)”業(yè)，其實(shí)就是找別人想不到的，或做別人沒做準(zhǔn)確的事情。9、如果大海里沒有風(fēng)浪，海燕絕不會(huì)美名遠(yuǎn)揚(yáng)。12、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功!3、你的選擇是做或不做，做不一定會(huì)成功，但不做就永遠(yuǎn)不會(huì)有機(jī)會(huì)。5、復(fù)雜的事情簡(jiǎn)單化，簡(jiǎn)單的事情重復(fù)化。6、一個(gè)人如果不到最高峰，他就沒有片刻的安寧，他也就不會(huì)感到生命的恬靜和光榮。4、付出并不一定有結(jié)果。堅(jiān)持可能會(huì)導(dǎo)致失去更多。16、假如生命是乏味的，我怕有來生;假如生命是有限的，今生已是滿足的了。8、只要你堅(jiān)持的時(shí)間足夠長(zhǎng)，在恐懼之中的某一時(shí)刻來到之后，恐懼就根本不再是極端的痛苦，而不過是一種十分討厭、令人惱火的刺激。11、人生中有些事是不得不做得，于不得不做中勉強(qiáng)去做，是毀滅;于不得不做中做得好，是勇敢。11、你從來不知道，你離開之后我練成了銅頭鐵臂。9、我們不行，往往不是因?yàn)槲覀儾恍?，而是因?yàn)閯e人說了我們不行。11、在真實(shí)的生命里，每樁偉業(yè)都由信心開始，并由信心跨出第一步。7、夢(mèng)想是給予世間萬物的，理想是給予人類的。17、美麗讓男人停下，智慧讓男人留下。1、認(rèn)