高中物理第一冊(cè)萬有引力定律(ppt)

1、萬有引力定律,Law of Universal Gravitation,一、行星的運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)系示意圖,地心說是長(zhǎng)期盛行于古代歐洲的宇宙學(xué)說。它最初由古希臘學(xué)者歐多克斯在公元前三世紀(jì)提出，后來經(jīng)托勒密（90-168）進(jìn)一步發(fā)展而逐漸建立和完善起來。,由于地球的自轉(zhuǎn)，我們?cè)诘厍蛏峡吹教焐系男切牵杏X上都是繞地球運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)與月亮也一樣，這樣人們就很容易得出，地球是宇宙的中心，太陽(yáng)、月亮及所有的星星都是繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的。這就是地心說。,1、地

2、心說(Geocentric Universe),,,,托 勒 密,地心說,地球是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),隨著天文觀測(cè)不斷進(jìn)步，“地心說”暴露出許多問題。逐漸被波蘭天文學(xué)家哥白尼(1473-1543)提出的“日心說”所取代。 波蘭天文學(xué)家哥白尼經(jīng)過近四十年的觀測(cè)和計(jì)算，于1543年出版了“天體運(yùn)行論”正式提出“日心說”。,2、日心說(Solarcentric Universe),,,,日

3、心說,太陽(yáng)是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星都圍繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。,哥白尼,■第谷的天文學(xué)觀測(cè),哥白尼的宇宙體系動(dòng)搖了基督教宇宙體系的根基，但它并沒有在天文測(cè)算的精確度上有多大的提高。近代早期最重要的觀測(cè)工作是由丹麥的第谷（1546-1601）進(jìn)行的。,仙后座的新星爆發(fā),,開普勒,開普勒第一定律,所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,3、開普勒三定律,,,橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩

4、焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系?,保證橢圓的周長(zhǎng)不變,當(dāng)橢圓的形狀變圓時(shí),兩焦點(diǎn)間的距離回如何變化?半長(zhǎng)軸a的長(zhǎng)度呢?,,開普勒,開普勒第二定律,對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積,3、開普勒三定律,◆開普勒第一定律（軌道定律）,所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)是在這些橢圓的其中一個(gè)焦點(diǎn)上。,◆開普勒第二定律（面積定律）,太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。即近日點(diǎn)速率最大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速率

5、最小。,開普勒自發(fā)表了第一、二定律后，又過了十年，經(jīng)過更加艱苦的努力，在數(shù)字的海洋里提煉出了聯(lián)系各行星軌道的第三定律。,3、開普勒三定律,R3/T2=k,開普勒第三定律（周期定律）,開普勒定律的得出為牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),◆開普勒第一定律（軌道定律）,所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)是在這些橢圓的其中一個(gè)焦點(diǎn)上。,◆開普勒第二定律（面積定律）,太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。即近日點(diǎn)速率最

6、大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速率最小。,◆開普勒第三定律（周期定律）,所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方與周期的平方成正比。,即有: R13：R23=T12：T22,注意: k的大小與行星無關(guān)，只與太陽(yáng)有關(guān)。,或: R3/T2=k,3、開普勒三定律,想一想,2、金星與地球都在繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn),那么金星上的一天肯定比24小時(shí)短嗎?,1、海王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)”，繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng)，對(duì)嗎？,3、實(shí)際上，多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，那么開普勒三定律又當(dāng)如

7、何表述呢？,觀察八大行星圖后請(qǐng)思考:,1、多數(shù)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心；,2、對(duì)某一行星來說，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度大?。┎蛔?，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；,3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。,簡(jiǎn)化模型后的開普勒三定律：,1、開普勒第一定律（軌道定律）,所有行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。,2、開普勒第二定律（面積定律）,對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽(yáng)的連

8、線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。,3、開普勒第三定律（周期定律）,所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．,k 的大小與行星無關(guān)，只與太陽(yáng)質(zhì)量有關(guān)。,,小結(jié),,一、形似沙漏的五彩星云 這是一團(tuán)距離地球3000光年的星云，學(xué)名為Mz3。與其它星云有所不同的是：該星云看上去就像是一只“沙漏”，中間窄，兩頭寬(平常發(fā)現(xiàn)的其它星云通常為圓形)。星云兩頭不時(shí)冒出泡泡。這種現(xiàn)象令天文學(xué)家驚奇不已。,“最酷最炫”的太空?qǐng)D片1

9、,二、讓無數(shù)人傾倒的獅子座流星雨　　11月顯身的獅子座流星雨讓無數(shù)人為之傾倒。這次流星雨多而密，天文迷借此機(jī)會(huì)許完了整個(gè)世際的心愿。,“最酷最炫”的太空?qǐng)D片2,三、絢爛、神秘的極光　　由于太陽(yáng)活動(dòng)頻繁，美國(guó)北部幾個(gè)州的居民難得地見到了平常只出現(xiàn)在南北極的美麗極光。極光絢爛、神秘，那些希望遠(yuǎn)離人類喧囂的天文迷恨不得乘極光離開地球。,“最酷最炫”的太空?qǐng)D片3,四、怒氣沖沖的太陽(yáng)　　千萬別去惹“太陽(yáng)公公”，今年他煩著呢。太陽(yáng)風(fēng)暴平均11

10、年爆發(fā)一次，隨著今年4月初太陽(yáng)釋放出能量最旺的耀斑，本輪太陽(yáng)風(fēng)暴開始平息。圖片的確很美，但千萬別跑到操場(chǎng)上看太陽(yáng)、找耀斑，因?yàn)椤疤?yáng)公公”怒氣未消，他灼熱的“目光”會(huì)讓你的眼睛很受傷。,“最酷最炫”的太空?qǐng)D片４,五、飽經(jīng)風(fēng)霜的“愛神”小行星　　既然被取名為“Eros”，“愛神”小行星在人們的心中是一個(gè)漂亮、干凈的形象。但登陸“愛神”的Shoemaker號(hào)探測(cè)器發(fā)回的照片卻告訴我們，情況并非如此。照片顯示，行星表面布滿了坑洞——這些坑洞

11、是由火山爆發(fā)以及小行星相撞形成。,“最酷最炫”的太空?qǐng)D片５,六、火星上的日出美景　　來看看日出美景。這可不是普通的日出景色，而是火星上的日出景色。天文藝術(shù)家利用電腦軟件和有關(guān)數(shù)據(jù)創(chuàng)作了這幅圖片，圖中顯示的是“火星大峽谷”的3D外形結(jié)構(gòu)，有人認(rèn)為“火星大峽谷”是由冰川或水流腐蝕形成。,“最酷最炫”的太空?qǐng)D片６,七、并不那么明亮的慧星　　今年九月，深空一號(hào)探測(cè)器成功接近這顆叫做“Borrelly”的彗星，并拍得數(shù)十張彗核圖片。通過對(duì)照片

12、的分析，天文學(xué)家們初步得出結(jié)論：慧星比人類想象中要暗淡得多，可能是太陽(yáng)系中最暗的星。,“最酷最炫”的太空?qǐng)D片７,八、讓人看了做惡夢(mèng)的“鬼頭星云”　　該圖是哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的“鬼頭星云”照片。NGC 2080是“鬼頭星云”的學(xué)術(shù)名，它位于劍魚座30星云南方的一條恒星誕生區(qū)?！肮眍^星云”的顏色和形狀十分怪異，就象“雙目炯炯”的“鬼頭”。天文學(xué)家認(rèn)為，從“鬼頭”中散發(fā)出來的紅光和藍(lán)光其實(shí)是鄰近的恒星對(duì)氫氣加熱而形成，綠光來自灼熱的氧氣，中心的

13、白色區(qū)域是三種顏色光的組合。兩只“鬼眼”是溫度極高的氫氣和氧氣區(qū)。,“最酷最炫”的太空?qǐng)D片８,九、籠罩在沙塵陰霾中的火星這是兩幅攝于不同時(shí)間的火星圖片。左邊的一幅攝于今年七月火星離地球最近時(shí)，當(dāng)時(shí)火星正對(duì)著太陽(yáng)，星球被照得通亮，山脈溝壑清晰可見；右邊的一幅攝于今年九月初，那時(shí)，火星上的沙塵暴已經(jīng)肆虐了近兩個(gè)月，整個(gè)火星籠罩在一片沙塵陰霾之中。幸虧地球上沒有出現(xiàn)這樣的沙塵暴！,“最酷最炫”的太空?qǐng)D片９,十、經(jīng)歷暴風(fēng)雨的木星看這幅由木星