高二物理總復習課件 第二章 楞次定律和自感現(xiàn)象 單元總結（魯科選修3-2）

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歡迎進入物理課堂 必修二第六章萬有引力與航天 6 2太陽與行星間的引力 教學目標 知識與技能理解太陽與行星間存在引力根據(jù)開普勒定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星之間的引力表達式過程與方法通過推導太陽與行星間的引力公式 體會邏輯推理在物理學中的重要性 情感態(tài)度與價值觀感受太陽與行星間的引力關系 從而體會大自然的奧秘 教學重點根據(jù)開普勒定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星之間的引力表達式 教學難點根據(jù)開普勒定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星之間的引力表達式 神舟六號沿半徑為R的圓周繞地球運動 其周期為T 如果飛船要返回地面 可在軌道上的某一點A處 將速率降低到適當數(shù)值 從而使飛船沿著以地心為焦點的特殊橢圓軌道運動 橢圓和地球表面在B點相切 如圖所示 如果地球半徑為R 求飛船由A點到B點所需的時間 開普勒三定律的內容是什么 溫故而知新 解 飛船做半徑為R的圓周運動時 由開普勒第三定律可得R3 T2 k 1 飛船要返回地面時 從A處降速后沿橢圓軌道至B 設飛船沿橢圓軌道運動的周期為T 橢圓的半長軸為a 則a3 T 2 k 2 又a R R0 2 3 由A到B的時間為t T 2 4 由 1 2 3 4 得 t 什么力來維持行星繞太陽的運動呢 伽利略 行星的運動是太陽磁力吸引的緣故 磁力與距離成反比 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 太陽的漩渦帶動行星和衛(wèi)星一起運動 開普勒 笛卡爾 胡克 行星的運動與地面物體的運動遵從不同的規(guī)律 行星運動是 慣性 自行維持的 行星為什么這樣運動的 是什么力量支配它們 牛頓 在前人研究的基礎上 憑借他超凡的數(shù)學能力證明了 如果太陽和行星間的引力與距離的二次方成反比 則行星的軌跡是橢圓 并且闡述了普遍意義下的萬有引力定律 1 簡化模型 行星繞太陽做勻速圓周運動 太陽對行星的引力提供行星做圓周運動的向心力 2 推導 一 太陽對行星的引力 1 設行星的質量為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動的向心力太陽對行星的引力來提供 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周期T 有 代入 得 3 根據(jù)開普勒第三定律 即 所以 代入得 追尋牛頓的足跡 4 太陽對行星的引力 太陽對不同行星的引力 與行星的質量成正比 與行星和太陽間的距離的二次方成反比 二 行星對太陽的引力 根據(jù)牛頓第三定律 行星對太陽引力F 應滿足 三 太陽與行星間的引力 概括起來有 G比例系數(shù) 與太陽 行星的質量無關 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 例1 隕石落向地球是因為 A 隕石對地球的吸引力遠小于地球對隕石的吸引力 所以隕石才落上地球B 隕石對地球的引力和地球對隕石的引力大小相等 但隕石的質量小 加速度大 所以改變運動方向落向地球C 太陽不再吸引隕石 所以隕石落上地球D 隕石是在受到其他星球斥力作用落向地球 課堂訓練 例2 一位同學根據(jù)向心力F m說 如果人造衛(wèi)星質量不變 當軌道半徑增大到2倍時 人造衛(wèi)星需要的向心力減為原來的1 2 另一位同學根據(jù)引力公式F 推斷 當軌道半徑增大到2倍時 人造衛(wèi)星受到的向心力減小為原來的1 4 這兩個同學中誰說的對 為什么 1 人造地球衛(wèi)星繞地球運動也可以近似看成勻速圓周運動 它需要的向心力是誰提供的 這個力與哪些因素有關 你能用學過證明你的想法 隨堂練習 2 地球半徑為R 地面附近的重力加速度為g 試求在離地面高度為R處的重力加速度及質量為m的物體在這一高度對地球的引力大小 小結 1 太陽對行星的引力 太陽對不同行星的引力 與行星的質量m成正比 與太陽到行星間的距離r的二次方成反比 2 行星對太陽的引力 與太陽的質量M成正比 與行星到太陽的距離r的二次方成反比 3 太陽與行星間的引力 與太陽的質量M 行星的質量m成正比 與兩者距離的二次方成反比 1 G是比例系數(shù) 與行星 太陽均無關 2 引力的方向沿太陽和行星的連線 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全