高中物理（新人教必修二）：第六章 2《太陽與行星間的引力》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 2 太陽與行星間的引力 1 行星繞太陽運(yùn)動而不是沿直線運(yùn)動 說明行星受到力的 作用 可能是 對它施加的 力 太陽 引 2 若行星的質(zhì)量為m 繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的速度為v 半徑為r 則行星所需的向心力為F 若行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的周期為T 半徑為r 則行星的線速度v 關(guān)系式F 3 行星繞太陽做圓周運(yùn)動的向心力與 的質(zhì)量 行星的質(zhì)量成 與兩者距離的二次方成 即F 寫成等式就是F 太陽與行星間引力的方向沿著二者的連線 太陽 正比 反比 知識點(diǎn) 太陽與行星間的引力公式的推導(dǎo) 開普勒行星運(yùn)動定律只是歸納總結(jié)了行星是怎樣運(yùn)動的 但并沒有更進(jìn)一步解釋行星為什么會這樣運(yùn)動 雖然很多科學(xué)家都提出了自己的見解 但由于受到當(dāng)時物理體系未完善 概念不清晰等局限性的影響 都未能有盡如人意的結(jié)果 直至牛頓在前人研究及自己思考的基礎(chǔ)上 發(fā)現(xiàn)了一條意義重大的定律 才打破這一局面 討論 變化 不為 內(nèi) 正比 反比 1 行星沿橢圓軌道運(yùn)行是做曲線運(yùn)動 速度一直 故加速度 零 2 行星做變速運(yùn)動 必然受到力的作用 該力的方向指向橢圓軌道 側(cè) 施力物體是太陽 性質(zhì)表現(xiàn)為對行星的引力作用 3 太陽對行星的引力作用可能與行星的質(zhì)量成 與行星和太陽間距離的二次方成 引力 質(zhì)量 4 根據(jù)牛頓第三定律可知 力的作用是相互的 故行星可能也對太陽有 作用 且和太陽的 成正比 1 猜想 質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動的力學(xué)特點(diǎn)就是需要向心力 對于繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的行星的運(yùn)動可以看做勻速圓周運(yùn)動 它們也需要向心力 牛頓正是通過研究天體的運(yùn)動和總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn) 提出行星與太陽間的引力提供向心力的設(shè)想 2 推導(dǎo)過程 1 太陽對行星的引力F提供行星做勻速圓周運(yùn)動所需的向 例題 雙選 下列說法正確的是 A 在探究太陽對行星的引力規(guī)律時 我們引用了公式F mv2r 這個關(guān)系式實(shí)際上是牛頓第二定律 是可以在實(shí)驗(yàn)室中 得到驗(yàn)證的B 在探究太陽對行星的引力規(guī)律時 我們引用了公式v 2 rT 這個關(guān)系式實(shí)際上是勻速周圍運(yùn)動的一個公式 它是由 速度的定義式得來的 C 在探究太陽對行星的引力規(guī)律時 我們引用了公式2 r3 T k 這個關(guān)系式實(shí)際上是開普勒第三定律 是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到證明的 D 在探究太陽對行星的引力規(guī)律時 使用的三個公式都 是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到證明的 解析 在公式的推導(dǎo)分析中 要注意公式的成立條件 開普勒三大定律是總結(jié)行星運(yùn)動的觀察結(jié)果而歸納出來的規(guī)律 每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律 都是從觀察行星運(yùn)動所取得的資料中總結(jié)出來的 答案 AB 觸類旁通 雙選 最近 科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星 并測得它圍繞該恒星運(yùn)動一周所用的時間為1200年 它與該恒星的距離為地球到太陽距離的100倍 假定該行星繞恒星運(yùn)動的軌道和地球繞太陽運(yùn)動的軌道都是圓周 僅利用以 上兩個數(shù)據(jù)可以求出的量有 A 恒星的質(zhì)量與太陽的質(zhì)量之比B 恒星的密度與太陽的密度之比C 行星的質(zhì)量與地球的質(zhì)量之比D 行星運(yùn)行的速度與地球公轉(zhuǎn)的速度之比 答案 AD 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全