高中物理人教版必修2课件第6章 2太阳与行星间的引力 11页

2．太阳与行星间的引力 1．行星绕太阳运动而不是沿直线运动，说明行星受到力的 作用，可能是______对它施加的_____力．太阳 引 2．若行星的质量为m，绕太阳做匀速圆周运动的速度为v、 半径为 r，则行星所需的向心力为F＝________；若行星绕太阳 做匀速圆周运动的周期为 T、半径为 r，则行星的线速度 v＝ 关系式 F∝________. mv2 r 2πr T m r2 3．行星绕太阳做圆周运动的向心力与________的质量、行 星的质量成________ ，与两者距离的二次方成________ ，即 F∝________，写成等式就是 F＝____________，太阳与行星间 引力的方向沿着二者的连线． 太阳 正比 反比 Mm r2 G 2Mm r 知识点 太阳与行星间的引力公式的推导 开普勒行星运动定律只是归纳总结了行星是怎样运动的， 但并没有更进一步解释行星为什么会这样运动．虽然很多科学 家都提出了自己的见解，但由于受到当时物理体系未完善、概 念不清晰等局限性的影响，都未能有尽如人意的结果．直至牛 顿在前人研究及自己思考的基础上，发现了一条意义重大的定 律，才打破这一局面． 讨论： 变化 不为 内 正比 反比 (1)行星沿椭圆轨道运行是做曲线运动，速度一直_______， 故加速度________零． (2)行星做变速运动，必然受到力的作用，该力的方向指向 椭圆轨道______侧，施力物体是太阳，性质表现为对行星的引 力作用． (3)太阳对行星的引力作用可能与行星的质量成________，与行星和太阳间距离的二次方成________． 引力 质量 (4)根据牛顿第三定律可知，力的作用是相互的，故行星可 能也对太阳有_______作用，且和太阳的_______成正比． 1．猜想： 质点做匀速圆周运动的力学特点就是需要向心力，对于绕 太阳运转的行星的运动可以看做匀速圆周运动，它们也需要向 心力；牛顿正是通过研究天体的运动和总结前人的经验，提出 行星与太阳间的引力提供向心力的设想． 2．推导过程： (1)太阳对行星的引力 F 提供行星做匀速圆周运动所需的向 【例题】(双选)下列说法正确的是( ) A．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 F ＝mv2 r ，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中 得到验证的 B．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 v ＝2πr T ，这个关系式实际上是匀速周围运动的一个公式，它是由 速度的定义式得来的 C．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 2＝r3 T k，这个关系式实际上是开普勒第三定律，是可以在实验室中得 到证明的 D．在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式都 是可以在实验室中得到证明的 解析：在公式的推导分析中，要注意公式的成立条件．开 普勒三大定律是总结行星运动的观察结果而归纳出来的规律， 每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总 结出来的． 答案：AB 【触类旁通】 (双选)最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有 一行星，并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为 1 200 年， 它与该恒星的距离为地球到太阳距离的 100 倍．假定该行星绕 恒星运动的轨道和地球绕太阳运动的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有( ) A．恒星的质量与太阳的质量之比 B．恒星的密度与太阳的密度之比 C．行星的质量与地球的质量之比 D．行星运行的速度与地球公转的速度之比 答案：AD