行星的运动太阳引力及万有引力定律2Word文档下载推荐.doc

1、思：“日心说”打败了“地心说”，是否说明日心说比地心说完善？开普勒行星运动规律 开普勒第一定律（轨道定律）所有 绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处于 的一个 上 开普勒第二定律（面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在 内扫过的 （1）、图中、b两点，处于椭圆的长轴的两端，其中 为近日点， 为远日点，行星在 点速度大（2）、行星在公转的过程中，速度从近日点到远日点 ；从远日点到近日点 。 开普勒第三定律（周期定律）所有行星的轨道半长轴的 跟它的公转周期的 的比值都相等用表示半长轴，T表示周期，第三定律的数学表达式为k= 行星运动的近似处理由于行星运动的椭圆轨道十分接近圆，在中学阶段的研究中我

2、们往往按照圆轨道处理，那么开普勒行星运动三大定律就可以依次说为：1、行星绕太阳运动的轨道十分接近 ，太阳处在 2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的 （或 ）不变，即行星做 运动。3、所有行星的 的 次方跟它的公转周期的 比值都相等。对于所有行星，k值都是相同的，而我们知道，所有行星的与T都不一样，那么同学们思考一下，k的值取决于 （提示：思考所有行星运动的共同点）引申：开普勒定律也同样适用于其他星系（如地球的卫星绕地球运行）二、太阳与行星间引力1、太阳对行星的引力（1）行星绕太阳做近似匀速圆周运动时，需要的向心力是由 提供的，设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做

3、匀速圆周运动需要的向心力F= 。（2）天文观测可得到行星公转的周期T，行星运行的速度v和周期T之间的关系为 。（3）将v=代入F=得F=，再由开普勒第三定律T 2=消去T得 。因而可以说F与成正比。即太阳对不同行星的引力与行星的 成正比，与行星和太阳间距离的 成反比。2、行星对太阳的引力根据牛顿第三定律，可知太阳吸引行星的同时，行星也吸引太阳，由此可得行星对太阳的引力F应该与太阳质量M成 ，与行星和太阳间距离的 成反比。3、太阳与行星间的引力综上可以得到太阳与行星间的引力表达式 ，式中G是比例系数，与 、 都没有关系。三、万有引力定律（一）“月地检验”猜想：太阳对行星间的引力与地球对苹果的引力

4、是同一种力，应该遵从相同的规律。太阳对行星间的引力与 成正比，与 成反比地球对苹果的引力表现为苹果的重力，与 成正比，与 成反比验证猜想：由于太阳与行星间引力与地球与月亮间引力是同一种力，我们用地球对月亮的引力和地球对苹果的引力也做验证1、与苹果质量m的关系：G= ，结论 2、与距离地球的距离r的关系：由牛顿第二定律可知F=m，所以有，可得，所以地球对物体引力产生的加速度与它们距离地球的距离 成反比。已知：月地距离=3.8108m，地球半径=6.4106m，地球表面的重力加速度为g=9.8m/s2，月球公转周期是27.3天，试求（1）月球运动的向心加速度与地球表面的重力加速度之比（2） 结论：

5、 ，（二）万有引力定律内容：自然界中 两个物体都相互 ，引力的方向 ，引力的大小与物体的 成正比，与它们之间的 成反比。公式： 公式中物理量的单位：m1、m2 力 距离 G是比例系数，叫做 ，适用于 两个物体之间。（三）引力常量一般质量的物体之间引力 ，说明引力常量G值很 ，因而在牛顿发现万有引力定律后，因为G无法测得，在此后很长时间里，万有引力定律得不到证明和很好的应用，直到100多年后，由英国物理学家 通过在实验室中测量几个铅球之间的引力，比较准确的得到了G的数值。现在我们通常取G= ，引力常量是自然界中少数几个最重要的物理量之一。意义：1、证明了万有引力定律的正确性；2、使万有引力定律可

6、用于计算【课堂例题与练习】一、行星的运动规律例1、某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳距离为，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为Va，则近日点速率Vb为（ ）A、 B、C、 D、练习1、已知海王星绕太阳运转的平均轨道半径为4.501012m，地球绕太阳公转的平均轨道半径为1.491011m，估算海王星的公转周期最接近（ ）A、80年 B、120年 C、165年 D、200年二、行星之间的引力例2关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（ ）A太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对平衡力B太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是作用力与反作用力的关系C太阳与行星间的引力大小与太阳的质量

7、、行星的质量成正比，与两者的距离的平方成反比D行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力练习2、两个质点的质量分别是m1和m2，当它们相距为r时，它们之间的引力是F。（1）当m1增大为2 m1，m2增大为3 m2，其他的条件不变，则引力为 F。（2）当r增大为2r，其他的条件不变，则引力为 F。（3）当m1、m2和r都增大为原来的2倍，则引力为 F。例3、如图所示，一个质量为M的匀质实心球，半径为R，如果从球上挖去一个半径为r的球，放在相距为d的地方，求下列两种情况下，两球之间的引力分别是多大？（1）从球的中心挖去 （2）从与球面相切处挖去练习3、某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F

8、，为使此物体受到的引力减小到F/4，应把此物体置于距地面的高度为（R为地球半径）（ ）A、R B、2R C、3R D、4R【课后练习反馈】1、关于开普勒第二定律，正确的理解是（ ）A、行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动B、行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动C、行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线度D、行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故它在近日点的速度大于它在远日点的速度2.如图，椭圆为一颗绕太阳运行的星星的运动轨迹，当该行星由a向b运行的过程中，下列说法中正确的是（ ）A、线速度增大，角速度增大B、线速度增大，角速度减小

9、C、线速度减小，角速度增大D、线速度减小，角速度减小3.关于行星的运动，以下说法正确的是（ ）A、行星轨道的半长轴越长，自转周期越大B、行星轨道的半长轴越长，公自转周期越大C、水星的半长轴最短，公转周期最大D、海王星离太阳“最远”，绕太阳运行的周期最大4下列说法中正确的是（ ）A行星与太阳之间的一对力是平衡力B行星与太阳之间的一对力，其力的性质是不相同的C如果太阳的质量减小一些，则行星与太阳之间的这对力就不平衡了D行星既不能飞出太阳系又不会被吸引到太阳上，是因为行星受的太阳的引力充当行星绕太阳运动的向心力5、对于万有引力的表达式，下列说法正确的是（ ）A公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而

10、不是人为规定的B当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大Cm1与m2受到的引力总是大小相等的，与m1、m2是否相等无关 Dm1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力 6、如图，两球的半径分别为r1和r2，且远小于r，而球质量分布均匀，大小分别是m1和m2，则两球间的万有引力大小为（ ）A.G B.GC.GD.G7、地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少？8、地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响，在距地面高度为h的空中重力加速度是地面上重力加速度的几倍？已知地球半径为R。4