第2節(jié)、太陽與行星間的引力開普勒三定律知識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動，太陽是在這些橢圓的一個焦點上;開普勒第二定律——面積定律對每個行星來說，太陽和行星的連線在相等的時間掃過相等的面積;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周期的二次方的比值都相等.太陽行星b=va教學目標

知識與技能理解太陽與行星間存在引力。根據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

什么力來維持行星繞太陽的運動呢？科學的足跡1、伽利略：一切物體都有合并的趨勢，這種趨勢導致物體做圓周運動。2、開普勒：受到了來自太陽的類似與磁力的作用。3、笛卡兒：在行星的周圍有旋轉的物質作用在行星上，使得行星繞太陽運動。4、胡克、哈雷等:受到了太陽對它的引力，證明了如果行星的軌道是圓形的，其所受的引力大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比，但沒法證明在橢圓軌道規(guī)律也成立。5、牛頓：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。

建立模型太陽行星r太陽行星a太陽Ｍ行星ｍｒＶF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F由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代入追尋牛頓的足跡有消去v3、根據開普勒第三定律所以代入追尋牛頓的足跡4、太陽對行星的引力即追尋牛頓的足跡

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。消去v行星運行速度v不容易觀測消去T討論二、行星對太陽的引力

根據牛頓第三定律，行星對太陽引力F`應滿足追尋牛頓的足跡2,rMFμFF`行星太陽三、太陽與行星間的引力概括起來有G比例系數，與太陽、行星的質量無關則太陽與行星間的引力大小為引力的方向：沿著太陽和行星的連線追尋牛頓的足跡小結

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，與行星、太陽均無關（2）引力的方向沿太陽和行星的連線2,rMFμ

關于行星對太陽的引力的說法中正確的是（）

A.行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質的力

B.行星對太陽的引力與太陽的質量成正比，與行星的質量無關

C.太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力

D.行星對太陽的引力大小與太陽的質量成正比，與行星距太陽的距離成反比隨堂練習

A第三節(jié)、萬有引力定律問題：

既然是太陽對行星的力使得行星不能飛離太陽，那么是什么力使得地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢？地球上使得樹上蘋果下落的力，與太陽、地球之間的吸引力是不是同一種力呢？著名的月地檢驗F地球月球r月R地如果是同一種性質的力，則地球對蘋果的力和地球對月球的力都應該滿足平方反比關系

當時已知的一些量：地表重力加速度：g=9.8m/s2

地球半徑：R=6400×103m

月球周期：T=27.3天≈2.36×106s

計算結果：月球軌道半徑：r月≈60R(R是地球半徑） 萬有引力定律1、定律表述：自然界中任何兩個物體都是互相吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。3、適用條件：

（1）可以看成質點的兩個物體

（2）兩個質量分布均勻的物體4、引力常量G=

6.67×10-11N·m2/kg2

(1)引力常量適用于任何兩個物體。

(2)意義：在數值上等于兩個質量都是1kg的物體相距1m時的相互作用力。萬有引力定律的進一步理解

1．普遍性：萬有引力是普遍存在于宇宙中的任何有質量的物體（大到天體小到微觀粒子）間的相互吸引力，它是自然界的物體間的基本相互作用之一．2．相互性：兩個物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力，符合牛頓第三定律．3．宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只有在質量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義．在微觀世界中，粒子的質量都非常小，粒子間的萬有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計．4．特殊性：兩個物體之間的萬有引力只與它們本身的質量和它們間的距離有關。G值的測量：卡文迪許扭秤實驗

課堂練習：

1、下面正確的是（）A.萬有引力是普遍存在于宇宙間所有具有質量的物體之間的相互作用B.重力和引力是兩種不同性質的力C.兩物體間距離為零時，萬有引力將無窮大D.星球之間，r指運行軌道的平均半徑2、地球質量約為月球的81倍，在登月飛船通過地球和月球之間引力F地船=F月船的位置時，飛船離月亮中心和地球中心的距離比為（）萬有引力與重力的區(qū)別與聯系ω

重力與引力Fn

mg靜置于水平地面上的物體只受引力和支持力引力和支持力的合力Fn垂直于地軸、指向地軸物體靜置于水平地面時，與支持力平衡的力是重力，重力一般不等于引力，重力一般不指向地心因為Fn=mω2r遠小于mg，所以mg≈F引FN

F引

重力是引力的一個分力（該分力與支持力抵消），引力的另一個分力提供向心力。重力與引力ω

FN

F引

Fn

mgω

ω

在兩極，重力與引力相等（Fn=0）。在赤道，重力與引力都指向地心，重力大小等于引力大小與向心力大小之差。