天体运动基础知识解读

2015-07-20 06:30何万龄
中学生数理化·高一版 2015年3期
关键词:匀速圆周开普勒天体

何万龄(特级教师)

天体运动是人类最早研究的运动之一。从日心说的提出,到开普勒行星运动三定律、万有引力定律的发现,都是人类伟大智慧的结晶。学习天体运动知识,要明确的基础知识有哪些?下面结合例子进行讨论。

二、天体间的相互作用力遵从什么规律天体间的作用力遵从什么规律,这是理解天体运动知识点的关键。牛顿在开普勒行星运动三定律的基础上,经过科学研究发现了万有引力定律。万有引力定律的发现,是人类认识到“天上的运动”与地上的运动,遵循同样的规律。即:自然界巾任何两个物体都有相互吸上力,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,与它们之距离r的二次方成反比。点拨:万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间的相互吸引力。万有引力定律的发现有着重要的物理意义,对物理学、天文学的发展具有深远的影响;它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来,对科学的发展起到了积极的推动作用,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大的信心,使人们有能力理解天地间的各种事物。 三、天体运动的简化模型是什么样的

分析天体运动的规律,首先要建立简化的物理模型。牛顿在发现万有引力定律的过程中,创造性地简化了天体运动模型,认为行星绕太阳做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,从而大大简化了运算过程。

例3 如图1所示,质量分别为m和M的两个星球A和B在彼此的引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三點始终共线,A和B分别在O的两侧。万有引力常量为G。试求两星球做圆周运动的周期。

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