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开普勒三定律 回顾复习 开普勒第一定律——轨道定律 所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳在这些椭圆的一个焦点上; 开普勒第二定律——面积定律 对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积; 开普勒第三定律——周期定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等. 太阳 行星 b a 行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？ 第六章 万有引力与航天 回顾历史： 关于行星绕太阳运动的原因 哪些科学家提出了自己的解释？ 伽利略 行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用 ，与距离成反比。 行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。 在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。 开普勒 笛卡尔 胡克哈雷 一切物体都有合并的趋势。 科学足迹 胡克、哈雷等:行星受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的平方成反比。 太阳引力 F F 胡克 哈雷 我们再来认识一位伟大的科学家 牛顿(1643—1727)是英国著名的物理学家、数学家和天文学家，是十七世纪最伟大的科学巨匠。牛顿一生对科学事业所做的贡献，遍及物理学、数学和天文学等领域。牛顿在物理学上最主要的成就是创立了经典力学的基本体系， 对光学，牛顿致力于光的颜色和光的本性的研究，也作出了重大贡献。牛顿在数学方面，总结和发展了前人的工作，提出了“流数法”，建立了二项式定理，创立了微积分。在天文学方面，牛顿发现了万有引力定律，创制了反射望远镜，并且用它观察到了行星运动的规律。 牛 顿 科学足迹 牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家 牛顿在前人研究的基础上，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，深入研究，最终发现了万有引力定律。 牛顿在1676年给友人的信中写道： 如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。 今天，我们将共同追寻牛顿的足迹，用自己的手和大脑，重新“发现”万有引力定律！ 建立模型 问题1：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那么应该怎么办？能不能把它简化成我们了解运动呢？ 太阳 行星 a 行 星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴 b(106km) 水星 57.9 56.7 金星 108.2 108.1 地球 149.6 149.5 火星 227.9 226.9 木星 778.3 777.4 土星 1427.0 1424.8 天王星 2882.3 2879.1 海王星 4523.9 4523.8 八大行星轨道数据表 建立模型 问题1：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能不能把它简化成我们了解运动呢？ 太阳 行星 a 建立模型 太阳 行星 r 太阳 行星 a 问题2：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可以看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？ 简化 问题3 ：行星绕太阳做匀速圆周运动也需要向心力，那么什么力来提供向心力？ 这个力的方向怎么样？ 建立模型 问题4： 太阳对行星的引力提供向心力，那么这个力大小有什么样的定量关系？ F 太阳 Ｍ 行星 ｍ ｒ Ｖ 科学探究 消去v 行星运行速度v容易观测吗？怎么办？ 消去T 讨论 科学探究 关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？ 探究1: 太阳对行星的引力F 请用中文描述这个关系式！ 太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，与行星、太阳之间距离的平方成反比. F 行星 太阳 F′ 既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳是否有引力？它又有什么样的定量关系呢？ 科学探究 探究2: 行星对太阳的引力F′ F 行星 太阳 F′ 类比法 牛 顿第三定律 行星对太阳的引力F′跟太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比. 太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比. 科学探究 探究3: 太阳与行星间的引力F 类比法 牛顿第三定律 F 和F ′是一对作用力和反作用力，那么可以进一步得出太阳与行星间的引力F大小跟太阳质量M、行星质量m的什么关系？与两式有什么关系？ 牛顿第三定律 G为比例系数，与太阳、行星无关。 方向：沿着太阳与行星间的连线 。 1、太阳与行星的引力是相互的，引力表达式为：F=GMm/r2。 引力的进一步理解 2、G为比例系数，与行星和太阳均没有关系。 3、太阳与行星的引力规律，也适用于行星和卫星间。 4、该引力规律普遍适用于任何有质量的物体之间。 5、物体之间的相互