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2.太陽(yáng)與行星間的引力,自我檢測(cè),自主閱讀,一、太陽(yáng)對(duì)行星的引力1.行星以太陽(yáng)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)對(duì)行星的引力,就等于行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。2.若行星的質(zhì)量為m,行星到太陽(yáng)的距離為r,行星運(yùn)行周期為T(mén)。則行星需要的向心力的大小如何表示?3.結(jié)合開(kāi)普勒第三定律,推導(dǎo)行星需要的向心力F與m、r有怎樣的關(guān)系?4.太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力,與行星的質(zhì)量成正比,與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成反比。,,,,,,自我檢測(cè),自主閱讀,二、行星對(duì)太陽(yáng)的引力1.行星受到太陽(yáng)的引力與行星的質(zhì)量成正比,為什么可以說(shuō)太陽(yáng)受到行星的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比?答案:從太陽(yáng)與行星間相互作用的角度來(lái)看,兩者的地位是相同的。也就是說(shuō)既然太陽(yáng)吸引行星,行星也必然吸引太陽(yáng),就行星對(duì)太陽(yáng)的引力來(lái)說(shuō),太陽(yáng)是受力星體,因此,行星對(duì)太陽(yáng)的引力應(yīng)該與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比。2.行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比,與行星和太陽(yáng)間距的二次方成反比,即三、太陽(yáng)與行星間的引力2.太陽(yáng)與行星間引力的方向沿著二者的連線。,,,,,,自我檢測(cè),自主閱讀,1.正誤辨析(1)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)自太陽(yáng)對(duì)行星的吸引力。()答案:√(2)把行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律同樣適用于行星運(yùn)動(dòng)。()答案:√(3)太陽(yáng)與行星間作用力的公式F=GMmr2也適用于行星與它的衛(wèi)星之間。()答案:√,自我檢測(cè),自主閱讀,2.在推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式時(shí),是否需要考慮太陽(yáng)與行星的形狀和大小?答案:不需要考慮太陽(yáng)與行星的形狀和大小,因?yàn)樾行羌疤?yáng)的大小與行星和太陽(yáng)間的距離相比可以忽略,所以在處理相關(guān)問(wèn)題時(shí)可以把行星與太陽(yáng)看作質(zhì)點(diǎn)。3.怎樣推出行星對(duì)太陽(yáng)的引力是和太陽(yáng)質(zhì)量成正比的?答案:根據(jù)牛頓第三定律,既然太陽(yáng)吸引行星,行星也必然吸引太陽(yáng)。就行星對(duì)太陽(yáng)的引力F來(lái)說(shuō),太陽(yáng)是受力物體。因此,F的大小應(yīng)該與太陽(yáng)質(zhì)量M成正比,與行星和太陽(yáng)間距的二次方成反比,也就是,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,問(wèn)題導(dǎo)引行星所做的勻速圓周運(yùn)動(dòng)與我們平常生活中見(jiàn)到的勻速圓周運(yùn)動(dòng)是否符合同樣的動(dòng)力學(xué)規(guī)律?如果是,分析行星的受力情況。要點(diǎn)提示行星與平常我們見(jiàn)到的做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一樣,符合同樣的動(dòng)力學(xué)規(guī)律,遵守牛頓第二定律。行星受到太陽(yáng)的吸引力,此力提供行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,知識(shí)歸納1.模型簡(jiǎn)化:(1)將行星繞太陽(yáng)的橢圓運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供了行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。(2)將天體看成質(zhì)點(diǎn),且質(zhì)量集中在球心上。如圖所示。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,2.太陽(yáng)對(duì)行星的引力推導(dǎo):3.結(jié)論:太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力,與行星的質(zhì)量m成正比,與行星和太陽(yáng)間距離r的二次方成反比。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,典例剖析【例1】(多選)下列關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力的說(shuō)法正確的是()A.太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力B.太陽(yáng)對(duì)行星引力的大小與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比,與行星和太陽(yáng)間的距離的二次方成反比C.太陽(yáng)對(duì)行星的引力是由實(shí)驗(yàn)得出的D.太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律和行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,解析:太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,其大小是牛頓結(jié)合開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的,它不是實(shí)驗(yàn)得出的,但可以通過(guò)天文觀測(cè)來(lái)檢驗(yàn)其正確性,故選項(xiàng)A、D正確,C錯(cuò)誤。太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比,與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成反比,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。答案:AD規(guī)律方法正確認(rèn)識(shí)太陽(yáng)與行星間的引力(1)太陽(yáng)與行星間的引力大小與三個(gè)因素有關(guān):太陽(yáng)質(zhì)量、行星質(zhì)量、太陽(yáng)與行星間的距離。太陽(yáng)與行星間引力的方向沿著二者的連線方向。(2)太陽(yáng)與行星間的引力是相互的,遵守牛頓第三定律。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,變式訓(xùn)練1在探究太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律的過(guò)程中,我們依據(jù)以下三個(gè)公式我們所依據(jù)的上述三個(gè)公式中無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證的規(guī)律是()A.僅①B.僅②C.僅③D.②③答案:C,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,問(wèn)題導(dǎo)引已知太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星的質(zhì)量成正比,與行星和太陽(yáng)間距的二次方成反比,試分析推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間引力的表達(dá)式。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,知識(shí)歸納1.行星對(duì)太陽(yáng)的引力2.太陽(yáng)與行星的引力,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,典例剖析【例2】地球的質(zhì)量是月球質(zhì)量的n倍,一飛行器處在地球與月球之間,當(dāng)它受到地球和月球的引力的合力為零時(shí),該飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,規(guī)律方法物體與天體之間存在相互吸引力,其大小可由求出,其中M、m分別為天體的質(zhì)量和物體的質(zhì)量,r為兩者之間的距離。公式中G未知,但可由比值關(guān)系確定引力間的大小關(guān)系。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,變式訓(xùn)練2已知太陽(yáng)的質(zhì)量為M,地球的質(zhì)量為m1,月球的質(zhì)量為m2,當(dāng)發(fā)生日全食時(shí),太陽(yáng)、月球、地球幾乎在同一直線上,且月球位于太陽(yáng)與地球中間,如圖所示。設(shè)月球到太陽(yáng)的距離為a,地球到月球的距離為b,則太陽(yáng)對(duì)地球的引力F1和對(duì)月球的引力F2的大小之比為多少?,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,1,2,3,1,2,3,解析:開(kāi)普勒的三大定律是通過(guò)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的觀察而總結(jié)歸納出來(lái)的規(guī)律,每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律,故開(kāi)普勒的三大定律都是在實(shí)驗(yàn)室無(wú)法驗(yàn)證的規(guī)律。太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星對(duì)太陽(yáng)的引力相等,故C、D錯(cuò)誤。答案:AB,1,2,3,2.(多選)根據(jù)開(kāi)普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí):太陽(yáng)對(duì)行星的引力,其中M、m、r分別為太陽(yáng)、行星質(zhì)量和太陽(yáng)與行星間的距離,下列說(shuō)法正確的是()B.F和F大小相等,是作用力與反作用力C.F和F大小相等,是同一個(gè)力D.太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力解析:F和F大小相等、方向相反,是作用力和反作用力,太陽(yáng)對(duì)行星的引力是行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,故正確答案為B、D。答案:BD,1,2,3,3.兩顆行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的質(zhì)量之比m1∶m2=p,軌道半徑之比r1∶r2=q,則它們受到太陽(yáng)的引力之比F1∶F2為()答案:D,