2020年高中物理配套导学案：6.2《太阳与行星间的引力》2(人教版必修2).docx

2024年春高中物理 6.2《太阳与行星间的引力》学案2 新人教版必修2
1.理解太阳与行星间存在引力。
2.能依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。
重点：依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。
难点：太阳与行星间的引力公式的推导。
学习过程
一． 课前预习，自主学习
(一)、牛顿的思考与推论
1.思考：在前人对惯性争辩的基础上，牛顿开头思考“物体怎样才会不沿_________”这一问题，他的回答是：以任何方式转变速度都需要___。
2.推论：行星沿圆或椭圆运动，需要指向_____或_________的力，这个力应当就是太阳对它的_____。不仅如此，牛顿还认为，这种引力存在于__________之间，从而阐述了普遍意义下的万有引力定律。
(二)、太阳与行星间的引力
1.太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与___________成正比，与_________________________成反比。
2.行星对太阳的引力：行星对太阳引力的大小与___________成正比，与_________________________成反比。
3.太阳与行星间的引力：太阳与行星间引力的大小与________________________成正比，与_________________成反比。
表达式为：__________ 。
【判一判】
(1)行星对太阳的引力与太阳对行星的引力大小相等。( )
(2)太阳对行星的引力公式是由试验得出的。( )

(3)公式 中的G是人为规定的。( )
二．课堂导学，小组合作探究
主题一：太阳对行星的引力和行星对太阳的引力
1.依据开普勒行星运动第一、其次定律, 行星以太阳为圆心做匀速圆周运动，其运动是由什么力供应的向心力?
2.常用的向心力公式有哪些？我们选择哪个公式推导太阳对行星的引力? 为什么？
3.不同行星的公转周期T是不同的，F跟r的关系式中不应毁灭周期T，我们可运用什么学问把T消去? 消去T后，公式转化成什么公式？通过这个公式说明什么？
4.依据牛顿第三定律可推断行星对太阳的引力满足什么样的关系?
【探究归纳】
1.太阳对行星的引力规律推导

2.行星对太阳的引力规律推导

【典例1】(2022·兰州高一检测)下列说法正确的是( )
A.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式这个关系式实际上是牛顿其次定律，是可以在试验室中得到验证的
B.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由线速度的定义式得来的
C.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式这个关系式是开普勒第三定律，是可以在试验室中得到验证的
D.在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式，都是可以在试验室中得到验证的
主题二：太阳与行星间的引力
1.利用太阳对行星的作用力和行星对太阳的作用力的关系，摸索究太阳与行星间的作用力与M、m、r的关系。
2.写出太阳与行星间的引力表达式，并说明各字母的物理意义。

3.太阳与行星间作用力公式 能不能应用于行星与它的卫星之间？若能，公式中的各个量代表什么？ 【探究归纳】
1.太阳与行星间的引力: 方向沿着二者的连线。太阳与行星间的引力公式同样适用于行星和它的卫星之间。
【典例2】已知太阳光从太阳射到地球需要500 s，地球绕太阳的公转周期约为3.2×107 s,地球的质量约为6×1024 kg。求太阳对地球的引力为多大?(结果保留一位有效数字)

【解析】太阳对地球的引力供应地球绕太阳公转的向心力，

太阳与地球间的距离r=ct,所以 代入数据
得F≈3×1022 N。
三．自主归纳整理本节学习的学问
四．分层达标训练
【基础达标】
1.对于太阳与行星间的引力及其表达式，下列说法正确的是( )
A.公式中G为比例系数，与太阳、行星有关
B.太阳、行星彼此受到的引力总是大小相等
C.太阳、行星彼此受到的引力是一对平衡力，合力为零，M、m都处于平衡状态
D.太阳、行星彼此受到的引力是一对相互作用力
2.把行星运动近似看做匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝kr3，则可推得( )
A.行星受太阳的引力为
B.行星受太阳的引力为
C.距离太阳越近的行星受太阳的引力确定越大
D.质量越大的行星受太阳的引力确定越大
3.太阳质量是地球质量的33万倍，若太阳对地球的引力的大小为F，则地球对太阳的引力的大小为( )
A.33F　　　B.F　　　C.9F　　　D.81F
4.太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′大小相等,其依据是( )
A.牛顿第确定律 B.牛顿其次定律
C.牛顿第三定律 D.开普勒第三定律
5．(2022·浦东高一检测)下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是( )
A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力
B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关
C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力
D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成反比
6.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球绕太阳做匀速圆周运动的半径的4倍，则这颗小行星运转的周期是 ( )
A.4年　　　B.6年　　　C.8年　　　D.9年
7．已知地球的质量为M，月球的质量为m，地球与月球的球心的距离为R，若在地球与月球的连线上有一宇宙飞船，其受到的地球的引力和月球的引力恰好大小相等，则该飞船距离地球有多远？
【力气提升】
8.下列关于太阳与行星间引力的说法中正确的是( )
A.公式中的G是比例系数,是人为规定的
B.这一规律是依据开普勒定律和牛顿第三定律推出的
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他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性
9.天文学家发觉某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运动周期，若知道比例系数G，由此可推算出( )
A.行星的质量 B.行星的半径
C.恒星的质量 D.恒星的半径
10．两个行星的质量分别为m1和m2,它们绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2,若它们只受太阳引力的作用,那么这两个行星的向心加速度之比为________。
11.火星半径是地球半径的一半，火星质量约为地球质量的1/9，那么地球表面质量为50 kg的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的人受到火星引力的多少倍？