太阳与行星的引力.doc

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1、太阳与行星间的引力江西省全南中学崔翠莲教材依据人教版高中物理必修2第六章第二节教学目标一、知识与技能目标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二、过程与方法目标1．通过推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推理在物理学中的重要性．2．体会推导过程中的数量关系．三、情感、态度与价值观目标1．感受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然的奥秘２．通过设问、反问、反馈等教学方法调动学生的思维，培养他们的钻研的精神。教学重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．教学难点太阳与行星间的引力公式

2、的推导过程．教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果教具准备录像资料、多媒体课件教学过程导入新课教师提问开普勒在前人的基础上，经过计算总结出了他的三条定律，请同学们回忆一下，三条定律的内容是什么?学生回答第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即：比值k是一个与行星无关的常量。教师提问开普勒第三定律适用于圆轨道时，是怎样表述的？学生回答对某一行星来说，它绕太阳作匀速圆周运动，其轨道半径的三次方跟公

3、转周期的二次方的比值都相等。引入：通过对开普勒定律的学习，知道了行星运动时所遵循的规律，即行星怎样运动？那么行星为什么要做这样的运动呢?今天我们共同来学习、探讨这一问题。知识探究过程一、太阳对行星的引力1、情景：如果行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知，行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。2、问题：（1）行星绕太阳作匀速圆周运动，写出行星需要的向心力表达式，并说明式中符号的物理意义。（2）行星运动的线速度v与周期T的关系式如何？为何要消去v？写出要消去v后的向心力表达式。（3）如

4、何应用开普勒第三定律消去周期T？为何要消去周期T？（4）写出引力F与距离r的比例式，说明比例式的意义。3、推导：向心力公式可得，由代入上式可得再由开普勒定律得到4、结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F∝二、行星对太阳的引力1、提出问题：行星对太阳的引力与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间又有何关系？（1）由牛顿根据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。（2）太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。反过来，行星对太阳的引力也应与之间的距离的平方成反比，与太阳的质量成正比。2、

5、结论：行星对太阳的引力与行星到太阳的距离的平方成正比，与太阳的质量成正比，三、太阳与行星间的引力1、问题：太阳和行星之间的引力到底是什么？2、推证：太阳和星星之间的引力从上面的分析可以看出，不论太阳对行星还是行星对太阳，利是相互的，大小相等。都与星球的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。所以，这个力与两个天体的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比，那么可以写为F∝进而得出：F＝Ｇ3、结论：（1）内容：太阳与行星间的引力，与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的平方成反比。（2）公式：F＝Ｇ4、引伸：（1）Ｇ是比例系数，与行星和太阳的质量无关；（2）太阳与行星间的引力定律，也适

6、用于地球与卫星间的引力；（3）该引力定律适用于一切有质量的两个物体之间。能力创新思维例1．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，试写出太阳质量M的表达式。解析：火星与太阳间的引力表达式为，式中G为引力常量，M为太阳质量，m为火星质量，r为轨道半径。设火星运动的线速度为v，由F提供火星运动的向心力，有由线速度和周期的关系，得太阳质量点拨：它们间的引力提供火星做圆周运动的向心力，由牛顿定律既可得出。小结：1、太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F∝2、行星对太阳

7、的引力与行星到太阳的距离的平方成正比，与太阳的质量成正比，3、太阳与行星间的引力，与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的平方成反比。F＝Ｇ作业：板书已知运动求解受力：太阳与行星间的引力太阳对行星的引力行星对太阳的引力太阳与行星间的引力教材分析这节课主要推导了行星与太阳之间的引力表达式，让学生体会牛顿在前人工作的基础上，凭借他超凡的数学能力证明万有引力的一般规律的思路与方法。这节课的主要思路是：由圆周运动和开普勒运动