第六章曾凤第二节《太阳与行星间的引力》导学案.doc

高一物理 WL-13-BX-06-02
第六章 第二节《太阳与行星间的引力》导学案
编写人：曾凤 审核人：高一物理组 编写时间：2013-03
班级：____________ 组别：____________ 组名：____________ 姓名：____________
【学习目标】
⒈知道太阳与行星间存在引力。
⒉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。
【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表达式。
【学法指导】 先阅读教材，再逻辑推理。
【知识链接】 开普勒行星运动定律 牛顿第三定律
【学习过程】
知识点一：太阳对行星的引力
问题1：为了简化问题，我们把行星的轨道做了怎样的近似处理？对行星的运动又做了怎样的近似处理？

问题2：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，并说明式中各符号的物理意义。

问题3：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？写出消去v后的向心力表达式。

问题4：如何应用开普勒第三定律消去周期T？为何要消去周期T？

问题5：写出引力F与距离r的比例式，说明比例式的意义。

知识点二：行星对太阳的引力
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？简要说说你的理由。

知识点三：太阳与行星间的引力
问题1：太阳与行星间的引力与太阳质量M、行星质量m以及两者距离r之间又有何关系？简要说说你的理由。

知识应用：
⒈（A级）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。

⒉（B级）科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息可以确定：（ ）
A.这颗行星的公转周期与地球相等 B．这颗行星的半径等于地球的半径
C.这颗行星的密度等于地球的密度 D．这颗行星上同样存在着生命

⒊（B级）若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量为G，则由此可求出（ ）
A.某行星的质量 B.太阳的质量
C.某行星的密度 D.太阳的密度

⒋（B级）关于开普勒行星运动的公式＝k，以下理解正确的是（ ）
A.k是一个与行星无关的常量
B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R月，周期为T月，则
C.T表示行星运动的自转周期
D.T表示行星运动的公转周期

【当堂检测】
⒈（B级）已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M地（引力常量G为已知）（ ）
A.月球绕地球运动的周期T及月球到地球中心的距离R1
B.地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2
C.人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3
D.地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4

⒉（B级）2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG6－30－15，由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数据可估算该黑洞的质量（ ）
A.地球绕太阳公转的周期和速度
B.太阳的质量和运行速度
C.太阳质量和到MCG6－30－15的距离
D.太阳运行速度和到MCG6－30－15的距离

【学习反思】

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