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《高中物理 第六章《太阳与行星间的引力》学案(新人教版)必修2.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、6.2《太阳与行星间的引力》学案【课标要求】1．知道太阳与行星间引力的存在，知道行星绕太阳做圆周运动向心力来源。2．知道太阳与行星间的引力的方向和表达式3．理解太阳与行星间的引力表达式得出的思路和过程。【重点难点】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公式，掌握推导引力公式的过程．【课前预习】1．牛顿在前人对惯性认识的基础上，通过进一步的研究后认为：力是改变物体速度(包括改变速度的方向)的．也就是说，行星之所以绕太阳运转，而没有沿直线做匀速运动离开太阳，就是因为太阳对行星有，这个力
2、使行星产生了．2．为了简化，我们把行星的运动看成是匀速圆周运动．假定有一颗行星，它的质量为m，公转周期为T，轨道半径(行星到太阳的距离)为r，那么，太阳对行星的引力F就行星绕太阳运动的向心力，即F=。3.太阳与行星间的引力跟太阳的质量、行星的质量成，跟它们之间的距离的二次方成。写成公式就是F=。4.由公式和可以得到F=，这个式子表明太阳对不同行星的引力，与成正比，与成反比。5.在对太阳与行星间的引力的探究过程中我们运用的定律和规律是[探究与生成][问题1]太阳对行星的引力[教师点拨]1在行星轨道为圆的简
3、化模型下,由第二定律:行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,可知:行星做匀速圆周运动.2.做匀速圆周运动的物体必定得有力提供向心力,行星的运动所需要的向心力是由太阳对行星的引力提供的。3.向心力公式有多个,如、mω2r,,在日常生活中,行星绕太阳运动的线速度v、角速度ω不易观测,但周期T比较容易观测出来.我们选择来推导出太阳对行星的引力。4.不同行星的公转周期T是不同的,F跟r关系式中不应出现周期T,我们可运用开普勒第三定律把T消去，因为=k,k是由中心天体的质量决定的。可对此式变形为T2=。根
4、据对上述问题的探究,让学生分组交流合作,推导出太阳对行星的吸引力的表达式.设行星的质量为m,行星到太阳的距离为r,公转周期为T,根据牛顿第二定律可得太阳对行星的引力为：F=①由开普勒第三定律=k可得T2=②由①②得：F=即F=③③式表明：太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比.例1．【拓展与分享】行星之所以绕太阳运行,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,所有星体都绕太阳旋转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
5、向太阳【解析】选C.行星绕太阳做曲线运动,轨迹向太阳方向弯曲,是因为太阳对行星有引力作用,C对.行星之所以没有落向太阳,是因为引力提供了向心力,并非是对太阳有排斥力,D错.惯性应使行星沿直线运动,A错.太阳不是宇宙中心,并非所有星体都绕太阳运动,B错.[问题2]行星对太阳的引力[教师点拨]1.由牛顿第三定律可知，两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上.2.根据牛顿第三定律和太阳对行星的引力满足的关系可知:行星对太阳的引力F′大小应该与太阳质量M成正比，与行星、太阳距离的二
6、次方成反比，也就是F′∝.例2.．与行星绕太阳运动一样，卫星之所以能绕地球运动也同样是因为它受到地球的引力，假设有一颗人造地球卫星，质量为m，绕地球运动的周期为T，轨道半径为r，则应有F＝.由此有人得出结论：地球对卫星的引力F应与r成正比，你认为该结论是否正确？若不正确错在何处？【解析】要找到两个变量的关系，必须在其他量不变时才能确定．而根据开普勒第三定律＝k(其中k是一个仅与地球有关与卫星无关的常量)，当r越大时T也越大，所以不能说F与r成正比．事实上若将T2＝代入F＝，可得F＝.【拓展与分享】对于在
7、地球上的物体所受的重力和地球对它的引力的关系，下列说法中正确的是( )A．这两个力是同一个力B．在忽略地球的自转影响时，重力就是定值，与物体所处的高度和纬度都无关C．由于地球的自转，物体在纬度越高的地方，重力越大D．由于物体随地球自转，则物体所处在纬度越高的地方，重力越小【解析】答案：C。重力本来是物体受到的地球引力的一个分力，在不考虑地球自转的影响时，物体所受到的重力才认为等于物体受到的地球吸引力，而引力是与两物体位置有关的力，所以当物体距地面越高时，所受的引力越小，因而物体的重力也应越小，而并非是
8、在不考虑物体随地球自转的影响时，重力就是恒定的值了．[问题3]太阳与行星间的引力[教师点拨]1.由牛顿第三定律可知:太阳对行星的作用力跟行星对太阳的作用力是一对相互作用力,是同种性质的力,既与行星质量成正比,也与太阳质量成正比,即由2.引入比例常数G,可得：F=，这就是太阳与行星间的引力公式。公式表明，太阳与行星间的引力大小，与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比.说明：(1).式中G是比例系数,与太阳、行星都没有关系.(
