2太陽與行星間的引力行星的運(yùn)動(dòng)繼續(xù)開普勒三定律知識(shí)回顧開普勒第一定律——軌道定律所有行星都分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運(yùn)動(dòng)，太陽是在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上;開普勒第二定律——面積定律對(duì)每個(gè)行星來說，太陽和行星的連線在相等的時(shí)間掃過相等的面積;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(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等.太陽行星b=vak值只與中心天體有關(guān)，與環(huán)繞天體無關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律:

速度V大小不變，方向變化加速度an大小不變，方向變化動(dòng)力學(xué)規(guī)律:F合=Fn=manFn大小不變，方向變化勻速圓周運(yùn)動(dòng)

什么力來維持行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)呢？伽利略行星的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。開普勒笛卡爾胡克一切物體都有合并的趨勢。科學(xué)的足跡科學(xué)的足跡牛頓(1643—1727)英國著名的物理學(xué)家當(dāng)年牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，也經(jīng)過類似的思考，并憑借其超凡的數(shù)學(xué)能力和堅(jiān)定的信念，深入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。牛頓在1676年給友人的信中寫道：

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>

建立模型誘思：行星的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是橢圓運(yùn)動(dòng)，但我們還不了解橢圓運(yùn)動(dòng)規(guī)律，那應(yīng)該怎么辦？能把它簡化成什么運(yùn)動(dòng)呢？太陽行星a行星軌道半長軸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4523.94523.8八大行星軌道數(shù)據(jù)表d太陽=1.39×106km行星直徑

d(106km)0.00480.0120.0130.00680.1430.120.00510.0049建立模型太陽行星r太陽行星a誘思：既然把行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)簡化為圓周運(yùn)動(dòng)。那么行星繞太陽運(yùn)動(dòng)可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是變速圓周運(yùn)動(dòng)？為什么？簡化行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力由什么力來提供呢？這個(gè)力的方向怎樣？建立模型誘思：太陽對(duì)行星的引力提供向心力，那這個(gè)力大小有什么樣的定量關(guān)系？F太陽Ｍ行星ｍｒＶ科學(xué)探究

追尋牛頓的足跡消去v行星運(yùn)行速度v容易觀測？怎么辦？消去T討論關(guān)系式中m是受力天體還是施力天體的質(zhì)量？一、太陽對(duì)行星的引力F請(qǐng)用中文描述這個(gè)關(guān)系式！太陽對(duì)行星的引力跟行星（受力星體）質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.F行星太陽F′既然太陽對(duì)行星有引力，那么行星對(duì)太陽有沒有引力？它有怎么樣定量的關(guān)系？科學(xué)探究

追尋牛頓的足跡二、行星對(duì)太陽的引力F′F行星太陽F′類比法牛三太陽對(duì)行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.行星對(duì)太陽的引力跟太陽的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.科學(xué)探究

追尋牛頓的足跡三、太陽與行星間的引力F類比法牛三F和F′是一對(duì)作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太陽質(zhì)量M、行星質(zhì)量m的關(guān)系式有什么關(guān)系？牛三G為比例系數(shù)，與太陽、行星無關(guān)。方向：沿著太陽與行星間的連線科學(xué)探究

追尋牛頓的足跡

在1665年，具有超凡的數(shù)學(xué)能力的牛頓，根據(jù)自己獨(dú)特的思維推導(dǎo)得出：太陽對(duì)行星的引力與距離平方成反比。但沒有弄清這個(gè)引力就是提供圓周運(yùn)動(dòng)所需要向心力，也沒有推導(dǎo)得出行星繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，太陽對(duì)行星的引力也存在距離平方成反比。在1679年，牛頓在與胡克等人的交流中，逐漸清楚圓周運(yùn)動(dòng)一定需要太陽對(duì)行星的與距離平方成反比的引力，并應(yīng)用微積分，推導(dǎo)得出了行星繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，太陽對(duì)行星的引力也存在距離平方成反比的數(shù)學(xué)關(guān)系式。在1687年，發(fā)表了傳世之作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》閱讀材料

著名物理學(xué)家楊振寧曾贊頌道:“如果一定要舉出某個(gè)人、某一天作為近代科學(xué)誕生的標(biāo)志，我選牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》在1687年出版的那一天.”

閱讀材料課堂小結(jié)太陽與行星間的引力古人觀點(diǎn)牛頓思考理論演算總結(jié)規(guī)律建模理想化類比

1、下列關(guān)于行星對(duì)太陽的引力的說法中正確的是（）A、行星對(duì)太陽的引力與太陽對(duì)行星的引力是同一性質(zhì)的力B、行星對(duì)太陽的引力與太陽的質(zhì)量成正比，與行星的質(zhì)量無關(guān)C、太陽對(duì)行星的引力大于行星對(duì)太陽的引力D、行星對(duì)太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星距太陽的距離成反比隨堂練習(xí)

A2、兩個(gè)行星的質(zhì)量分別為m1和m2，繞太陽運(yùn)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(gè)行星的向心加速度之比為（）A．1B.C.D.隨堂練習(xí)

D3．下面關(guān)于行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的說法中正確的是（）A、離太陽越近的行星周期越大B、離太陽越遠(yuǎn)的行星周期越大C、離太陽越近的行星的向心加速度越大D、離太陽越近的行星受到太陽的引力越大隨堂練習(xí)

BC4．一群小行星在同一軌道上繞太陽旋轉(zhuǎn)，這些小行星具有（）

A.相同的速率

B.相同的加速度

C.相同的運(yùn)轉(zhuǎn)周期

D.相同的角速度

隨堂練習(xí)

ABCD思考與討論

1、地球的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為橢圓,那么,在近日點(diǎn)A，行星所受太陽的引力比它轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的向心力大還是?。窟h(yuǎn)日點(diǎn)B呢？AB思考與討論

2、請(qǐng)你運(yùn)用已有知識(shí)，分析開普勒第二定律所描述的，地球在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過A、B兩個(gè)位置時(shí)，運(yùn)動(dòng)快慢變化的原因。太陽地球BAFvFv思考與討論

1.如果要驗(yàn)證太陽與行星間的引力規(guī)律是否適用于行星與它的衛(wèi)星,我們需要觀測這些衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的哪些數(shù)據(jù)？觀測前你對(duì)這些數(shù)據(jù)的規(guī)律有什么假設(shè)?太陽行星衛(wèi)星一、太陽對(duì)行星的引力1、設(shè)行星的質(zhì)量為m，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(yùn)動(dòng)的向心力太陽對(duì)行星的引力來提供追尋牛頓的足跡2、天文觀測難以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公轉(zhuǎn)周期T代入追尋牛頓的足跡有3、根據(jù)開普勒第三定律即所以代入追尋牛頓的足跡4、太陽對(duì)行星的引力

即追尋牛頓的足跡

太陽對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比。

根據(jù)牛頓第三定律，行星對(duì)太陽的引力F/應(yīng)滿足追尋牛頓的足跡FF`行星太陽二、行星對(duì)太陽的引力概括起來有G比例系數(shù)，與太陽、行星的質(zhì)量無關(guān)則太陽與行星間的引力大小為方向：沿著太陽和行星的連線追尋牛頓的足跡三、太陽與行星間的引力小結(jié)

1、太陽對(duì)行星的引力：太陽對(duì)不同行星的引