課程內容
《太陽與行星間的引力》
一、行星的運動規律
1、問題的提出:開普勒找出行星運動規律后,人們開始更深入的思考:為什么行星圍繞太陽運動?
2、猜想與假設
科學的不足
(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于磁力的作用。
(3)笛卡兒:在行星的周圍有旋轉的物質(以太)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。
3、簡化模型
4、追尋牛頓的足跡——演繹與推理
Ⅰ太陽對行星的引力
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:
F=4π2km/r2,即F∝m/r2
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。
Ⅱ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F′∝m/r2
則太陽與行星間的引力大小為:F=GMm/r2。G比例系數,與太陽、行星的質量無關。
說一說:
如果要驗證太陽與行星間的引力規律是否適用于行星與它的衛星,我們需要觀測這些衛星運動的哪些數據?觀測前你對這些數據的規律有什么假設?
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張老師
女,中教高級職稱
張艷,具有扎實的專業功底,腳踏實地的工作作風,以學生為本的教學理念,其教學風格受到歷屆學生的好評。