第六章萬有引力與航天第2節(jié)太陽與行星間的引力教案20xx112823-物理備課大師(編輯修改稿)
2025-01-14 05:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 去研究這個(gè)萬有引力定律。 由于行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道很接近與圓形軌道，所以我們把它理想化為一個(gè)圓形軌道，這樣就簡化了問題，易于我們在現(xiàn)有認(rèn)知水平上來接受。 【 思考討論 】 ①行星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)是否需要力？這個(gè)力是什么力提供的？這個(gè)力是多大？太陽對行星的引力，大小跟太陽與行星間的距離有什么關(guān)系嗎？ ②行星的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是橢圓運(yùn)動(dòng)，但我們還不知道求出橢圓運(yùn)動(dòng)加速度的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，我們現(xiàn)在怎么辦？把它簡化為什么運(yùn)動(dòng)呢？ ③既然把行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)簡化為圓周運(yùn)動(dòng)。那么行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)可進(jìn)一步簡化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？為什么？ 以上的過程歸納為：行星做曲線運(yùn)動(dòng)→必受到力的作用→把行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)簡化為圓周運(yùn)動(dòng)→進(jìn)一步簡化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 既然行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓，即為曲線運(yùn)動(dòng)，那么肯定有一個(gè)力要來維持這個(gè)運(yùn)動(dòng)，那么這個(gè)力是由什么來提供的呢？我們跟隨著科學(xué)家們一起去研究討論這個(gè)問題。 一、太陽對行星的引力 我們很容易想到，太陽對行星的引力 F跟行星到太陽的距離 r有關(guān)，然而它們之間有什么定量關(guān)系？ 根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)第一、第二定律，行星以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。太陽對行星的引力，就等于行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。 1．設(shè)行星的 質(zhì)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(yùn)動(dòng)的向心力 2mvF r= 2．天文觀測難以直接得到行星運(yùn)動(dòng)的速度 v，但可得到行星公轉(zhuǎn)的周期 T，它們之間的關(guān)系為 2 rv T?= 把這個(gè)結(jié)果代入上面向心力的表達(dá)式，整理后得到 224
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