6.2太阳与行星间的引力 课件(人教版必修2)
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如果说我看的比别人更远，那 是因为我站在巨人的肩膀上。
建 立
太阳
模 型
行星 a
诱思：行星的实际运动是椭圆运 动，但我们还不了解椭圆运动规 律，那应该怎么办？能把它简化 成什么运动呢？
诱思：既然把行星绕太阳的运动 简化为圆周运动，那么行星绕太 阳运动可看成匀速圆周运动还是 行星 变速圆周运动？
太阳
r
行星绕太阳做匀速圆周运动需要 向心力，那什么力来提供做向心 力？ 这个力的方向怎么样？
演
绎
Ｖ
与 行星
推ｍ
F
理
ｒ
太阳 Ｍ
诱思：
太阳对行星的引力提 供作为向心力，那这 个力大小有什么样定 量关系？
F mv2 r
v 2 r
T
行星运行速度v不易观 测？怎么办？
消去v
不同行星的公转
周期不同
F
4 2mr
教学目标：
知识与技能： 知道行星绕太阳运动的原因，知道太阳与行星间存在着引力 的作用； 能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导太阳与行星 间的引力表达式；
知道太阳与行星间的引力的方向和表达式，知道牛顿定律在推 导太阳与行星间引力的作用，熟悉将不易测量的物理量转化为 易测量的物理量的方法；
重难点： 根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星 间的引力公式；
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周 期的二次方的比值都相等。
注意：k值与中心天体有关，而与环绕天体无关。
k
a3 T2
简化模型后的开普勒三定律：
1、行星绕太阳运动的轨道十分接近圆， 太阳处在圆心；
2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动 的角速度（或线速度大小）不变，即行星
做匀速圆周运动；
3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公 转周期的二次方的比值都相等。
的关系？
行 星
太 F F′ 阳
演 探究2: 行星对太阳的引力F′
绎 与 推
F
m r2
太阳对行星的引力跟受 力星体的质量成正比， 与行星、太阳距离的二
理
类 比 法
牛 三
次方成反比.
F'
M r2
行星对太阳的引力F′跟
太阳的质量成正比，
与行星行星 、太阳距离的 二次方成F反比F′.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
太 阳
演 探究3: 太阳与行星间的引力F
C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的
引力
D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量
成正比，与行星距太阳的距离成反比
【巩固训练】
对于太阳对行星的引力表达式 下面说法正确的是（ AD）
F
G
Mm r2
A．公式中G常量，与太阳和行星均无关； B．公式中G由太阳与行星间的距离，作用力 和质量决定； C．M和m受到的引力总是大小相等，方向相 反，是一对平衡力； D．M和m受到的引力总是大小相等，方向相 反，是作用力和反作用力。
它的吸引，甚至证明了如果行星的轨道
是圆形的，它所受引力的大小跟行星到
太阳距离的二次方成反比。
胡克
猜 想 与 假 设
牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家
当年牛顿在前人研究 的基础上，并凭借其超凡 的数学能力和坚定的信念， 深入研究，最终发现了万 有引力定律。
牛顿在1676年给友人的信中写道：
课 今天我们学到了什么?
堂
小 结
古人 观点
牛顿 思考
理论 演算
建模
总结 规律
理想化
F
Mm r2
类比
m F r2
F' M r2
随
堂 关于行星对太阳的引力的说法中正确的
练 习
是（ A ） A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引
力是同一性质的力
B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正
比，与行星的质量无关
T2
消去
T
r3 T2
＝k
F
4 2km
r2
讨论
F
m r2
演 探究1: 太阳对行星的引力F
绎 与 推
F
m r2
理
请太用阳中对文行描星述的引力跟受
这力关个星系关体式系的中式质m！量是成受正比，
与力行天星体、还太是阳施距力离的二 次天方体成的反质比量. ？
既然太阳对行星 有引力，那么行 星对太阳有引力？ 它有怎么样定量
绎 与 推
F
m r2
理
类 比 法
牛 三
方向：沿着太阳与 行星间的连线 。
G为比例系数， 与太阳、行星 无关。
牛三
F 和F ′是一对作用力
量以和MF得反、出作行MF用r大星2m力小质，跟量那太mF么阳的=可G质关Mr2m
F'
M r2
系式有什么关系？
这个规律就是万有
引力定律吗？
说一说
如果要验证太阳与行星间的引力 规律是否适用于行星与它的卫星， 我们需要观测这些卫星运动的哪些 数据？观测前你对这些数据的规律 有什么假设？
问
题
的
提 出
开普勒发现行星运动规律后，
人们开始更深入地思考：为什
么行星围绕太阳运动？
6
猜
想
一切物体都有合并的趋势。
与 假
伽利略
行星的运动是受到了来自太 阳的类似于磁力的作用 ，与
设
距离成反比。
开普勒
在行星的周围有旋转的物质(以太)作 用在行星上，使得行星绕太阳运动。
笛卡尔
行星绕太阳的运动是因为受到了太阳对
高中物理 必修2 第六章万有引力与航天
§6.2太阳与行星间的引力
知
开普勒三定律
识 开普勒第一定律——轨道定律
b 太阳
行星 a
回 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳 处在椭圆的一个焦点上。
顾
开普勒第二定律——面积定律
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的 时间内扫过相等的面积。
开普勒第三定律——周期定律
建 立
太阳
模 型
行星 a
诱思：行星的实际运动是椭圆运 动，但我们还不了解椭圆运动规 律，那应该怎么办？能把它简化 成什么运动呢？
诱思：既然把行星绕太阳的运动 简化为圆周运动，那么行星绕太 阳运动可看成匀速圆周运动还是 行星 变速圆周运动？
太阳
r
行星绕太阳做匀速圆周运动需要 向心力，那什么力来提供做向心 力？ 这个力的方向怎么样？
演
绎
Ｖ
与 行星
推ｍ
F
理
ｒ
太阳 Ｍ
诱思：
太阳对行星的引力提 供作为向心力，那这 个力大小有什么样定 量关系？
F mv2 r
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T
行星运行速度v不易观 测？怎么办？
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不同行星的公转
周期不同
F
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教学目标：
知识与技能： 知道行星绕太阳运动的原因，知道太阳与行星间存在着引力 的作用； 能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导太阳与行星 间的引力表达式；
知道太阳与行星间的引力的方向和表达式，知道牛顿定律在推 导太阳与行星间引力的作用，熟悉将不易测量的物理量转化为 易测量的物理量的方法；
重难点： 根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星 间的引力公式；
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周 期的二次方的比值都相等。
注意：k值与中心天体有关，而与环绕天体无关。
k
a3 T2
简化模型后的开普勒三定律：
1、行星绕太阳运动的轨道十分接近圆， 太阳处在圆心；
2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动 的角速度（或线速度大小）不变，即行星
做匀速圆周运动；
3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公 转周期的二次方的比值都相等。
的关系？
行 星
太 F F′ 阳
演 探究2: 行星对太阳的引力F′
绎 与 推
F
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太阳对行星的引力跟受 力星体的质量成正比， 与行星、太阳距离的二
理
类 比 法
牛 三
次方成反比.
F'
M r2
行星对太阳的引力F′跟
太阳的质量成正比，
与行星行星 、太阳距离的 二次方成F反比F′.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
太 阳
演 探究3: 太阳与行星间的引力F
C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的
引力
D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量
成正比，与行星距太阳的距离成反比
【巩固训练】
对于太阳对行星的引力表达式 下面说法正确的是（ AD）
F
G
Mm r2
A．公式中G常量，与太阳和行星均无关； B．公式中G由太阳与行星间的距离，作用力 和质量决定； C．M和m受到的引力总是大小相等，方向相 反，是一对平衡力； D．M和m受到的引力总是大小相等，方向相 反，是作用力和反作用力。
它的吸引，甚至证明了如果行星的轨道
是圆形的，它所受引力的大小跟行星到
太阳距离的二次方成反比。
胡克
猜 想 与 假 设
牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家
当年牛顿在前人研究 的基础上，并凭借其超凡 的数学能力和坚定的信念， 深入研究，最终发现了万 有引力定律。
牛顿在1676年给友人的信中写道：
课 今天我们学到了什么?
堂
小 结
古人 观点
牛顿 思考
理论 演算
建模
总结 规律
理想化
F
Mm r2
类比
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F' M r2
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堂 关于行星对太阳的引力的说法中正确的
练 习
是（ A ） A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引
力是同一性质的力
B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正
比，与行星的质量无关
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消去
T
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＝k
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F
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演 探究1: 太阳对行星的引力F
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F
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理
请太用阳中对文行描星述的引力跟受
这力关个星系关体式系的中式质m！量是成受正比，
与力行天星体、还太是阳施距力离的二 次天方体成的反质比量. ？
既然太阳对行星 有引力，那么行 星对太阳有引力？ 它有怎么样定量
绎 与 推
F
m r2
理
类 比 法
牛 三
方向：沿着太阳与 行星间的连线 。
G为比例系数， 与太阳、行星 无关。
牛三
F 和F ′是一对作用力
量以和MF得反、出作行MF用r大星2m力小质，跟量那太mF么阳的=可G质关Mr2m
F'
M r2
系式有什么关系？
这个规律就是万有
引力定律吗？
说一说
如果要验证太阳与行星间的引力 规律是否适用于行星与它的卫星， 我们需要观测这些卫星运动的哪些 数据？观测前你对这些数据的规律 有什么假设？
问
题
的
提 出
开普勒发现行星运动规律后，
人们开始更深入地思考：为什
么行星围绕太阳运动？
6
猜
想
一切物体都有合并的趋势。
与 假
伽利略
行星的运动是受到了来自太 阳的类似于磁力的作用 ，与
设
距离成反比。
开普勒
在行星的周围有旋转的物质(以太)作 用在行星上，使得行星绕太阳运动。
笛卡尔
行星绕太阳的运动是因为受到了太阳对
高中物理 必修2 第六章万有引力与航天
§6.2太阳与行星间的引力
知
开普勒三定律
识 开普勒第一定律——轨道定律
b 太阳
行星 a
回 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳 处在椭圆的一个焦点上。
顾
开普勒第二定律——面积定律
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的 时间内扫过相等的面积。
开普勒第三定律——周期定律