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高一物理第六章万有引力定律教学大纲万有引力定律( B) 人造地球卫星( A) 宇宙速度( A) 高考要求ⅡⅡⅠ (限于圆轨道) —3节行星的运动万有引力定律引力常量的测定(一)从两种学说到开普勒三定律问题 1:关于天体的运动,历史上曾经存在两种学说,你们知道吗? 问题 2:这两种学说的主要内容和代表人物你们知道吗? (一)从两种学说到开普勒三定律开普勒三定律(椭圆定律) (椭圆定律) (面积定律) (面积定律) (调和定律) (调和定律) (二)万有引力发现的过程问题 1:开普勒三条定律解决了行星怎样运动的问题。但行星为什么会这样运动呢? 1、几种解释的观点(1)圆周运动是完美的, 无需什么动因。(2)伽利略认为:一切物体都有合并的趋势,这种趋势导致物体作圆周运动。(3)开普勒认为:行星一定是受到了来自太阳的类似磁力的作用。(4)笛卡尔:行星的运动是因为在行星周围有旋转的物质以太作用在行星上。(5)牛顿、胡克、哈雷认为:行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力的作用。(二)万有引力发现的过程 2、牛顿的证明和思考过程(1)思考:不管是圆周运动还是椭圆,需要有个向心力。这个向心力应该来自太阳的引力。证明 1:将行星运动近似认为是圆,太阳和行星间的距离为 r,行星运行的周期为 T,行星的质量为 m。运用圆周运动的知识和开普勒第三定律证明:太阳对行星的引力与行星的质量 m成正比,与 r的平方成反比。证明:太阳对行星的引力 F应为行星所受的向心力, 即又有: 解得: 据开普勒描述行星运动的规律可知, 是个常量,所以可得出结论:行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳的距离的二次方成反比。 r vmF 2?T rv ?2? 22 32)(4r mT rF?? 2 3T r(2)思考: F与行星的质量有关,与太阳的质量有关吗? 证明 2:用牛顿第三定律证明,这种力也与太阳的质量 M成正比,与 r的平方成反比。