【公開課】萬有引力定律高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

6-2太陽與行星間的引力第二節(jié)

萬有引力定律2023/9/13開普勒行星運動定律開普勒第一定律——軌道定律所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。開普勒第二定律——對于任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。開普勒第三定律——周期定律所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等.太陽b行星ak值只與太陽有關，與行星無關

知識回顧面積定律太陽行星a簡化太陽行星r

模型的簡化問題一:

行星的圓周運動是什么力維持的？這個力的大小和方向有什么特點?圓周運動的研究思路向心力向心加速度圓周運動基本物理量任務一：探究行星與太陽間的引力方向F太陽行星問題二:引力的大小

太陽對行星的引力與什么因素有關呢？你覺得有什么樣可能的關系？寫一下你認為的引力表達式？距離、行星的質量、太陽的質量、行星運動的速度、周期、角速度等

模型：設行星的質量為m，太陽的質量為Ｍ，行星的速度為v,行星到太陽的距離為r，則行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力為Ｆ由太陽對行星的引力來提供．F太陽行星當時，行星三大定律已經(jīng)有了，能否讓表達式體現(xiàn)出行星運動的規(guī)律？

討論：

太陽對行星的引力與太陽的質量有關系嗎？Ｆ與Ｆ＇為作用力和反作用力，由牛頓第三定律得，同種性質的力就遵循相同的規(guī)律．F太陽F′行星K與中心天體質量有關。猜想一下行星對太陽的引力表達式？F太陽F′行星

兩個引力的表達式會不一樣嗎？怎么統(tǒng)一？任務二：探究引力的統(tǒng)一性同是被地球吸引，為什么月球在天上不掉下來，而蘋果掉下來？它們的力是否為同一種性質的力？探究：如果要證明是同一種力，要證明什么？有什么思路？當時已知：任務四：萬有引力常量G的測定及其意義問1：簡述卡文迪許實驗的原理及采用的方法？問2：了解中國團隊的貢獻。問3：引力常量G的重大意義。伽利略行星的運動是受到了來自太陽的類似于磁力的作用，與距離成反比。行星的運動是太陽吸引的緣故，并且力的大小與到太陽距離的平方成反比。在行星的周圍有旋轉的物質(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運動。開普勒笛卡爾胡克一切物體都有合并的趨勢。

科學的足跡使行星繞太陽運動的力是太陽對行星的引力哈雷……行星繞太陽做橢圓運動行星繞太陽做勻速圓周運動簡化

受力分析F太陽F′行星

類比消去v消去T太陽與行星間的引力公式推導過程

課堂小結

推論行星繞太陽做橢圓運動簡化

受力分析F太陽F′行星

牛三類比消去v消去T太陽與行星間的引力公式推導過程科學探究過程問題的提出假設與猜想簡化模型演繹與推理得出結論實驗檢驗

課堂小結1．關于太陽對行星的引力，下面說法中正確的是（）

A．太陽對行星的引力等于行星做勻速圓周運動的向心力

B．太陽對行星的引力大小與行星的質量成正比，與行星和太陽間的距離成反比

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)律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規(guī)律推導出來的AD

課堂練習2．行星繞太陽運動的實際軌道為橢圓,如圖所示.那么,行星在近日點所受太陽的引力與它在遠日點所受太陽的引力相比（）

A．在近日點所受太陽的引力較大

B．在近日點所受太陽的引力小

C．兩者大小相等

D．無法比較行星在近日點與遠日點所受太陽引力的大小A

課堂練習太陽行星A遠日點近日點問題:當行星運動到A點時所受引力的方向如何?O3．兩個行星的質量分別為m1和m2，繞太陽運行的軌道半徑分別是r1和r2，若它們只受太陽引力的作用，那么這兩個行星的向心加速度之比為（）

A.1

B.

C.

D.D

課堂練習3．兩顆行星質量之比m1∶m2=1∶2,軌道半徑之比R1∶R2=3∶1，下列有關數(shù)據(jù)之比正確的是()A.周期之比T1∶T2=3∶1B.線速度之比v1∶v2=3∶1C.向心力之比F1∶F2=1∶9D.向心加速度之比a1∶a2