一.三種模型
1.勻速圓周運動模型:
無論是自然天體(如地球、月亮)還是人造天體(如宇宙飛船、人造衛星)都可看成質點,圍繞中心天體(視為靜止)做勻速圓周運動。
2.雙星模型:
將兩顆彼此距離較近的恆星稱為雙星,它們相互之間的萬有引力提供各自轉動的向心力。
3.“天體相遇”模型:
兩天體相遇,實際上是指兩天體相距最近。
二.兩種學說
1.地心說:代表人物是古希臘科學家托勒密
2.日心說:代表人物是波蘭天文學家哥白尼
三.兩個定律
1.開普勒定律:
第一定律(又叫橢圓定律):所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽位於橢圓的一個焦點上。
第二定律(又叫面積定律):對每一個行星而言,太陽和行星的連線,在相等時間內掃過相同的面積。
第三定律(又叫週期定律):所有行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸R的三次方跟公轉週期T的二次方的比值都相等。
表示式為:
k 只與中心天體質量有關的定值與行星無關
2.牛頓萬有引力定律
1687年在《自然哲學的數學原理》正式提出萬有引力定律
⑴.內容:宇宙間的一切物體都是相互吸引的.兩個物體間引力的方向在它們的連線上,引力的大小跟它們的質量的乘積成正比,跟它們之間的距離的二次方成反比.
⑵.數學表示式:
⑶.適用條件:
a.適用於兩個質點或者兩個均勻球體之間的相互作用。(兩物體為均勻球體時,r為兩球心間的距離)
b. 當r→0時,物體不可以處理為質點,不能直接用萬有引力公式計算。
c. 認為當r→0時,引力F→∞的說法是錯誤的。
⑷.對定律的理解
a.普遍性:任何客觀存在的有質量的物體之間都有這種相互作用力。
b.相互性:兩個物體間的萬有引力是一對作用力和反作用力,而不是平衡力關係。
c.宏觀性:在通常情況下萬有引力非常小,只有在質量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間,它的存在才有實際意義。
d.特殊性:兩個物體間的萬有引力只與它們本身的質量、它們之間的距離有關.與所在空間的性質無關,與週期及有無其它物體無關。
(5)引力常數G:
①大小:
,由英國科學家卡文迪許利用扭秤測出
②意義:
表示兩個質量均為1kg的物體,相距為1米時相互作用力為
。