《太阳与行星间的引力》导学案.doc

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一曼中学◇高一物理导学案◇班级姓名
§6.2太阳与行星间的引力
◇学习目标◇
1．理解太阳与行星间引力的存在
2．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表达式
◇学习重点与难点◇
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，记住推导出的引力公式．
学习过程
◇预习◇
1．根据力和运动的关系，已知力的作用规律，可以确定物体的运动规律；反过来，已知物体的运动规律，能不能推测力的作用规律？
2．匀速圆周运动的向心力与线速度的关系的表达式为Fn=。行星绕太阳做匀速圆周运动时开普勒第三定律表达式为。
3．为什么说太阳对行星有引力作用？又为什么说行星对太阳也有引力作用？

4．太阳与行星间的引力大小跟哪些因素有关？沿什么方向？

◇互学与示学◇
【探究一】一、太阳对行星的引力
[想一想]：A．行星在椭圆轨道上运动是否需要力？这个力是什么力提供的？太阳对行星的引力，大小跟太阳与行星间的距离有什么关系吗？

B．行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不知道求出椭圆运动加速度的运动学公式，我们现在怎么办？把它简化为什么运动呢？为什么可以进行简化？

[试一试]：推导太阳对行星的引力F跟行星的质量m及行星到太阳的距离r的关系：
1．设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为F=。
2天文观测难以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公转周期T。行星绕太阳做匀速圆周运动的周期为T，则速度v与周期T关系为v=，则向心力的周期表达式为F=。
3．把开普勒第三定律表达式变形为代入向心力公式F=。
4．由上述公式可以说太阳对行星的引力F与成正比，与成反比，即F。
结论：太阳对不同行星的引力，与行星的成正比，与行星和太阳间的
成反比。
【探究二】二、行星对太阳的引力
[想一想]：为什么说行星对太阳也有引力作用？

[说一说]：行星对太阳的引力F’与成正比，与成反比，即F’。
【探究三】三、太阳与行星间的引力
[思考与讨论]：为什么说太阳与行星间的引力既与太阳的质量成正比又与行星的质量成正比？

[说一说]：根据定律，太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F’大小相等。概括地说，太阳与行星间的引力大小与成正比，与成反比，即F=。太阳与行星间的引力方向沿着。
总结：太阳与行星间的引力大小表达式为F=。方向____________.
【探究四】课本“说一说”栏目中的问题的讨论，

〖探究五〗两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动，它们的质量之比m1：m2=p，轨道半径之比r1：r2=q，则它们的公转周期之比T1：T2=，它们受到太阳的引力之比F1：F2=。

〖探究六〗火星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，火星与太阳间的引力提供火星运动的向心力。已知火星运行的轨道半径为r，运行的周期为T，引力常量为G，根据太阳与行星间的引力公式写出太阳质量M的表达式。

【课堂检测】
1．行星之所以绕太阳运动，是因为()
A．行星运动时的惯性作用
B．太阳是宇宙的控制中心，所以星体都绕太阳旋转
C．太阳对行星有约束运动的引力作用
D．行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳
2．太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等，其依据是()
A．牛顿第一定定律B．牛顿第二定律C．牛顿第三定律D．开普勒第三定律
3．下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是()
A．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力
B．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比
C．太阳对行星的引力规律是由实验得出的
D．太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的
4．关于太阳与行星间引力的下列说法中正确的是()
A．公式中的G是比例系数，是人为规定的
B．这一规律可适用于任何两物体间的引力
C．太阳与行星间的引力是一对平衡力
D．检验这一规律是否适用于其它天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性
◇学后反思◇