万有引力定律学习目标:1
[物理观念]知道太阳和行星间存在着引力作用,是行星绕太阳运动的原因
[科学探究]能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
[科学思维]理解万有引力定律的内容、表达式及适用范围,知道引力常量,能应用万有引力公式解答相关问题
阅读本节教材,回答第 49 页“问题”并梳理必要知识点
教材第 49 页“问题”提示:引力的大小等于向心力,即 F=m,方向指向太阳中心,又v=,则 F=r
一、行星与太阳间的引力1.模型简化行星绕太阳的运动可以看作匀速圆周运动,太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力
理想模型的建立1 行星绕太阳做的椭圆运动可简化为以太阳为圆心的匀速圆周运动
太阳:中心天体;行星:环绕天体2 太阳与行星间的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力
2.太阳对行星的引力F==m·=
结合开普勒第三定律得:F∝
3.行星对太阳的引力根据牛顿第三定律,行星对太阳的引力 F′的大小也存在与上述关系类似的结果,即 F′∝
4.太阳与行星间的引力由于 F∝、F′∝,且 F=F′,则有 F∝,写成等式 F=G,式中 G 为比例系数
5.太阳与行星间的引力方向沿着二者的连线
二、月—地检验1.猜想:维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从“平方反比”的规律
2.检验方法: (1)物体在月球轨道上运动时的加速度:a=g
(2)月球围绕地球做匀速圆周运动的加速度:a=
(3)对比结果:月球在轨道高度处的加速度近似等于月球的向心加速度
3.结论:地面物体受地球的引力,月球所受地球的引力,太阳与行星的引力,遵从相同的规律
三、万有引力定律1.内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量 m1和 m2的乘积成正比、与它们之间距离 r 的二次方成反比