第二節太陽與行星間的引力課標分析三維目標知識與技能1.知道長直螺線管繞太陽運動的原因是到太陽引力的作用。2.理解并推導太陽與行星間的引力大小。3.記住物體間的引力公式。過程與方法1.了解長直螺線管與太陽的引力公式的建立和發展過程。2.體會推導過程中的數量關系。情感態度與價值觀1．了解關于行星繞太陽運動的不同觀點和引力思想形成的歷程。2.了解太陽和行星間的引力關系，體會大自然的奧秘。重點難點推導太陽與行星間的引力公式，體會邏輯推理在物理學中的重要性。6.2太陽與行星間的引力學情分析學生通過前面的學習，對運動和力的關系已有了較為深入的理解，掌握了拋體運動及勻速圓周運動的規律。并能熟練的運用牛頓運動定律解決常見的兩類動力學問題。能用開普勒三定律描述行星運動的規律。在學太陽對行星的引力之前，學生已經對力、重力、向心力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了較好的理解，并且掌握自由落體運動和圓周運動等運動規律，能熟練運用牛頓運動定律解決動力學問題。已經完全具備深入探究和學習萬有引力定律的起點能力。所以在推導太陽與行星運動規律時，教師可以要求學生自主地運用原有已經的知識進行推導，并要求說明每一步推理的理論依據是什么，教師僅在難點問題上做適當的點撥。6.2太陽與行星間的引力【課后練習題】1、把行星運動近似看作勻速圓周運動以后，開普勒第三定律可寫為kT2＝r3，則可推得（）A.行星受太陽的引力為B.行星受太陽的引力都相同C.行星受太陽的引力D.質量越大的行星受太陽的引力一定越大2、下列說法正確的是()A.行星繞太陽的橢圓軌道可以近似地看作圓形軌道，其向心力來源于太陽對行星的引力B.太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力，所以行星繞太陽運轉而不是太陽繞行星運轉C.太陽對行星的引力等于行星對太陽的引力，其方向一定在兩者的連線上D.所有行星與太陽間的引力都相等3、下列說法正確的是()A．在探究太陽對行星的引力規律時，我們引用了公式F=eq\f(mv2,r)，這個關系式實際上是牛頓第二定律,是可以在實驗室中得到驗證的B．在探究太陽對行星的引力規律時，我們引用了公式v＝eq\f(2πr,T)，這個關系式實際上是勻速圓周運動的一個公式，它是由速度的定義式得來的C．在探究太陽對行星的引力規律時，我們引用了公式eq\f(r3,T2)＝k，這個關系式是開普勒第三定律，是可以在實驗室中得到證明的D．在探究太陽對行星的引力規律時，使用的三個公式都是可以在實驗室中得到證明的【課堂評價】4.如果認為行星圍繞太陽做勻速圓周運動，那么下列說法中正確的是（）行星受到太陽的引力，提供行星做圓周運動的向心力行星受到太陽的引力，但行星運動不需要向心力行星同時受到太陽的引力和向心力的作用行星受到太陽的引力與它運行的向心力可能不等5.如果要驗證太陽與行星之間引力的規律是否適用于行星與它的衛星，需要觀測衛星的()A.質量B.運動周期C.軌道半徑D.半徑6.下面關于行星對太陽的引力的說法中正確的是（）A、行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質的力B、行星對太陽的引力與太陽的質量成正比，與行星的質量無關C、太陽對行星的引力遠大于行星對太陽的引力D、行星對太陽的引力大小與太陽的質量成正比，與行星的距離成反比7.關于太陽與行星間的引力，下列說法中正確的是（）A．太陽對行星的引力與行星對太陽的引力是一對平衡力B．太陽對行星的引力與行星對太陽的引力是作用力與反作用力的關系C．太陽與行星間的引力大小與太陽的質量、行星的質量成正比，與兩者距離的平方成反比D．以上說法均不對8、人造衛星繞地球做勻速圓周運動，衛星所受萬有引力F與軌道半徑r的關系是()A．F與r成正比 B．F與r成反比C．F與r2成正比 D．F與r2成反比9、對太陽系的行星，由公式v＝eq\f(2πr,T)，F＝eq\f(4π2mr,T2)，eq\f(r3,T2)＝k可以得到F＝________，這個公式表明太陽對不同行星的引力，與________________成正比，與_________成反比．【課后訓練】10.兩個行星的質量分別為m1和m2,繞太陽運動的軌道半徑分別為r1和r2,求：（1）它們與太陽間的引力之比；（2）它們的公轉周期之比。11、太陽的質量為M，一個繞它做勻速圓周運動的行星的軌道半徑為r，周期是T，試用兩種方法求出行星在軌道上的向心加速度。12、火星繞太陽的運動可看作勻速圓周運動，火星與太陽間的引力提供火星運動的向心力。已知火星運行的軌道半徑為r，運行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽質量M的表達式。6.2太陽與行星間的引力(答案）題號12345678答案CACABAACABCD行星的質量行星和太陽間的距離的二次方（1）（2）11、方法一：12、6.2太陽與行星間的引力觀評記錄一．科學家對行星運動原因的猜測1.伽利略、開普勒、笛卡爾、胡克的猜測2.牛頓：萬有引力提供向心力。二．太陽與行星間的引力1）兩者之間的相互作用力2由向心力公式和開普勒定律總結得出三．例題分析例1.隕石落向地球的原因是A.隕石對地球的吸引力遠小于地球對隕石的吸引力。B.隕石對地球吸引力和地球對隕石的吸引力大小相等，但地球對它的引力大于它運動所需向心力，所以改變運動軌道落向地球。C.太陽不再吸引隕石，所以隕石受地球的吸引下落向地球。D.隕石原來在空中靜止，在地球引力作用下自由下落練習:1.下面關于太陽對行星的引力的說法中正確的是（A.太陽對行星的引力等于行星做勻速圓周運動的向心力。B.太陽對行星的引力大小與行星的質量成正比，與行星和太陽間的距離成反比。G太陽對行星的引力是由實驗得出的。D.太陽對行星的引力規律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規律推導出來的。例2.已知太陽的質量為M，地球的質量為m1，月球的質量為m2，當發生日全食時，太陽、月亮、地球幾乎在一直線上，且月亮位于太陽與地球中間，如圖所示，設月亮到太陽的距離為a，地球到月亮的距離為b，則太陽對地球的引力F1和對月亮的引力F2的大小之比為多少？6.2太陽與行星間的引力教材分析《太陽與行星間的引力》是高中物理必修二第六章《萬有引力與航天》的第二節，內容是從動力學的角度研究行星的運動，發現太陽與行星間的引力規律。展示了從已知規律經演繹推理發現未知物理規律的探究過程。是對學生進行科學探究過程教育的良好素材，也是本章的教學重點。§6.2太陽與行星間的引力【學習目標】1、了解關于行星繞太陽運動的不同觀點和引力思想形成的歷程。2、在開普勒行星運動定律、勻速圓周運動知識和牛頓運動定律的基礎上，推導得到太陽與行星間的引力，促進學生對此規律有初步理解。【知識回顧】開普勒在前人的基礎上，經過計算總結出了他的三條定律，即開普勒行星運動定律:第一定律：所有行星繞太陽的軌道都是，太陽處在橢圓的。第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線第三定律：所有行星的橢圓軌道的都相等，即【學習過程】任務一：預習導學閱讀教材第一、二段，思考下面的問題：1、行星在橢圓軌道上運動是否需要力？這個力是什么力提供的？這個力是多大？太陽對行星的引力，大小跟太陽與行星間的距離有什么關系嗎？2、行星的實際運動是橢圓運動，但我們還不知道求出橢圓運動加速度的運動學公式，我們現在怎么辦？把它簡化為什么運動呢？任務二：合作探究1、太陽對行星的引力根據以下提綱閱讀教材34頁內容，并寫出有關推導過程：設行星的質量為m，速度為v，行星到太陽的距離為r,, A、行星繞太陽作勻速圓周運動，寫出行星需要的向心力表達式；B、行星運動的線速度v與周期T的關系式如何？天文觀測難以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公轉周期T，寫出用T表示向心力的表達式。C、如何應用開普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？寫出消去周期T后向心力的表達式D、寫出引力F與距離r的比例式為，結論：太陽對不同行星的引力，與行星的成正比，與行星和太陽間的成反比2：行星對太陽的引力行星對太陽的引力與太陽的質量M以及行星到太陽的距離r之間又有何關系？根據什么可以推導出來？3、太陽與行星間的引力概括起來有什么關系式？則太陽與行星間的引力大小表達式為？方向呢?【典型例題】例題1、兩個行星的質量分別為m1和m2,繞太陽運動的軌道半徑分別為r1和r2,求：（1）它們與太陽間的引力之比；（2）它們的公轉周期之比。例題2、火星繞太陽的運動可看作勻速圓周運動，火星與太陽間的引力提供火星運動的向心力。已知火星運行的軌道半徑為r，運行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽質量M的表達式。【鞏固練習】1、行星之所以繞太陽運動，是因為()A、行星運動時的慣性作用B、太陽是宇宙的控制中心，所以星體都繞太陽旋轉C、太陽對行星有約束運動的引力作用D、行星對太陽有排斥力作用，所以不會落向太陽2、太陽對行星的引力與行星對太陽的引力大小相等，其依據是()A、牛頓第一定B、牛頓第二定律C、牛頓第三定律D、開普勒第三定律3、下面關于太陽對行星的引力說法中的正確的是()A、太陽對行星的引力等于行星做勻速圓周運動的向心力B、太陽對行星的引力大小與行星的質量成正比，與行星和太陽間的距離成反比C、太陽對行星的引力規律是由實驗得出的D、太陽對行星的引力規律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規律推導出來的4．在萬有引力定律的公式中，下列說法正確的是（）A、公式中的G是比例系數，是人為規定的B、這一規律可適用于任何兩物體間的引力C、太陽與行星的引力是一對平衡力D、檢驗這一規律是否適用于其它天體的方法是比較觀測結果與推理結果的吻合性5、假如一個做勻速圓周運動的人造地球衛星的軌道半徑增大到原來的2倍，仍做勻速圓周運動，則（）A．根據公式v=ωr，可知衛星的線速度增大到原來的2倍B．根據公式F=mv2/r，可知衛星所需的向心力減小到原來的1/2C．根據公式F=GMm/r2，可知地球提供的向心力將減小到原來的1/4D．根據上述B和A給出的公式，可知衛星的線速度將減小到原來的6.2太陽與行星間的引力效果分析《太陽與行星間的引力》是高中物理必修二第六章《萬有引力與航天》的第二節，內容是從動力學的角度研究行星的運動，發現太陽與行星間的引力規律。展示了從已知規律經演繹推理發現未知物理規律的探究過程。是對學生進行科學探究過程教育的良好素材，也是本章的教學重點。第二節太陽與行星間的引力課后反思題組一太陽與行星間的引力1．地球對月球具有相當大的萬有引力，可它們沒有靠在一起，這是因為()A．不僅地球對月球有萬有引力，而且月球對地球也有萬有引力，這兩個力大小相等，方向相反，互相抵消了B．不僅地球對月球有萬有引力，而且太陽系中的其他星球對月球也有萬有引力，這些力的合力為零C．地球對月球的引力還不算大D．地球對月球的萬有引力不斷改變月球的運動方向．使得月球圍繞地球運動答案：D2．假設行星繞太陽在某軌道上做勻速圓周運動，下列有關說法正確的是()A．行星受到太陽的引力和向心力B．太陽對行星有引力，行星對太陽沒有引力C．太陽與行星之間有相互作用的引力D．太陽對行星的引力與行星的質量成正比解析：由于向心力是效果力，它是由物體所受外力提供的，A錯誤；太陽與行星間是相互吸引的，故B錯誤，C正確；太陽對行星的引力與行星的質量成正比，D正確．答案：CD3．設想人類開發月球，不斷把月球上的礦藏搬運到地球上，假定經過長時間開采后，地球仍可看做是均勻的球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運動．則與開采前相比()A．地球與月球的引力將變大B．地球與月球的引力將變小C．月球繞地球運動的周期將變長D．月球繞地球運動的周期將變短Mm解析：因為地球的質量變大，月球的質量變小，由F＝G知道當M、m的和為定值r時，M、m之間的數值