太阳与行星间的引力导学案人教课标版正式版.doc

6.2太阳与行星间的引力
【学习目标】
1.知道行星绕太阳运动的原因,知道太阳与行星间存在着引力作用。
2.知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源。
3.知道太阳与行星间引力的方向和表达式,知道牛顿运动定律在推导太阳与行星间引力时的作用。
4.体会将不易测量的物理量转化为易测量的物理量的方法。
知识梳理
1.太阳对行星的引力
(1)根据开普勒行星运动定律的近似处理方法知,行星以太阳为圆心做运动,太阳对行星的提供向心力。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需要的向心力F=。
(2)天文观测可得到行星公转的周期T,行星运行的速度v和周期T之间的关系为。 
(3)结合开普勒第三定律公式,可得F=,由该公式可知,太阳对行星的引力与成正比,与成反比,即F∝。
(4)根据牛顿第三定律,可知太阳吸引行星的同时,行星也吸引太阳,由此可得行星对太阳的引力与太阳的质量M成,与行星和太阳间距离的二次方成,即F'∝。 
2.太阳与行星间的万有引力
太阳与行星间引力的大小与太阳质量和行星质量的成正比,与两者距离的二次方成反比,即F=,G为比例系数,其大小与太阳和行星的质量,引力的方向沿着二者的连线。
重点难点探究
主题1:追寻牛顿的足迹
情景:开普勒行星运动定律揭示了行星的运动规律,回答了人们千百年来一直追寻的 “行星怎样运动”的问题。然而好奇的人们,却并不满足,他们面向天穹,深情地叩问:行星为什么要这样运动?是什么力量支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢?

问题:阅读教材中的相关内容,回答下列问题。
(1)前人关于行星绕太阳运动原因的猜想有哪些?
(2)在解释行星绕太阳运动的原因这一问题上,牛顿是如何猜想的?你认为牛顿成功的关键是什么?

主题2:探究太阳和行星间的引力
问题:阅读教材中的相关内容,回答下列问题。
(1)行星绕太阳运动的轨迹是椭圆,本节乃至本章均把行星的运动看作匀速圆周运动,这样做是不是违背了客观事实?谈谈你的看法。
(2)如果设行星的质量为m,速度为v,运行周期为T,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可以怎样表示?
(3)向心力公式有多个,如F=m、F=mrω2、F=mr,我们选择哪个公式探究太阳对行星的引力?
(4)根据F=mr可以得到F∝r,你觉得这个结论正确吗?为什么?如何寻找F跟r的关系?你可以得到什么结论?
(5)太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是不是同一性质的力?你可以得到什么结论?

课堂检测
1.下列关于太阳对行星的引力的说法正确的是()
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正比
C.太阳对行星的引力是由实验得出的
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
2.地球与物体间的万有引力可以认为在数值上等于物体的重力,那么在6400 km的高空,物体的重力与它在地面上的重力之比为()
A.2∶1B.1∶2C.1∶4D.1∶1
3.下列关于行星对太阳的引力的说法正确的是()
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.太阳对行星的引力远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,与它们之间的距离成反比
4.关于对行星与太阳的引力公式F=中G的理解正确的是()
A.公式中比例系数G,与行星质量有关,与太阳质量无关
B.公式中比例系数G,与太阳质量有关,与行星质量无关
C.公式中比例系数G,与行星、太阳质量都有关
D.公式中比例系数G,与行星、太阳质量都无关

答案
1.AD2.C3.A4.D