高中物理第六章万有引力与航天第2节太阳与行星间的引力学案新人教必修.docx

6.2太阳与行星间的引力主备人： 审核人： 审核时间： 使用时间： 年级课型新课流程具 体内 容方 法 指 导一、目标导学一、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，知道牛顿定律在推导过程中的作用。4、 领会将不易观测的物理量转化为易观测的物理量的方法。二、学习重点：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，记住推导出的引力公式。三、学习难点太阳与行星间的引力公式的推导过程。齐读或指名读，让学生明确本课的任务以及学习重点。二、自主学习1 匀速圆周运动的向心力线速度表达式为Fn= 。行星绕太阳做匀速圆周运动时开普勒第三定律表达式为 。2为什么说太阳对行星有引力作用？又为什么说行星对太阳也有引力作用？3太阳与行星间的引力大小跟哪些因素有关？沿什么方向？【复习回顾】 开普勒行星运动定律第一定律： 第二定律： 第三定律： 方法指导借助工具书和课下注释自主学习，同时结合所查找资料，认真做好课前预习，教师巡视指导。三、问题探究1提出问题：根据我们已有的知识和经验，你认为太阳和行星间引力的大小可能跟哪些因素有关？2.假设与猜想:3建立物理模型：大多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，可以将行星的轨道按“圆”处理。行星绕太阳做近似匀速圆周运动，可以将行星的轨道按匀速圆周运处理。4演绎推理。 推理过程：1.太阳对行星的引力试一试推导太阳对行星的引力F跟行星的质量m及行星到太阳的距离r的关系：1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的向心力为F= 。2天文观测难以直接得到行星运动的速度v，但是可以得到行星公转的周期T，则速度v与周期T关系为v= ，则向心力的周期表达式为F= 。3不同行星的公转周期不同，F的表达式中不应出现T，所以要设法消去T。把开普勒第三定律 变形为 代入上式得到代入向心力公式F= 。4、这个式子中 是常量，对任何太阳系内的行星都是相同的。因而可以说太阳对行星的引力F与 成正比，与 成反比 即 。想一想太阳对行星的引力F的方向是什么？受力物体是谁？2、行星对太阳的引力思考与讨论行星对太阳是否也有引力作用？如果有，与什么有关？结论：行星对太阳的引力F 与 成正比，与 成反比，即F 。（类比法 ）三、太阳与行星间的引力思考与讨论F 和F 是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式有什么关系？（根据课本和下面的分析填空得出答案）根据 定律，太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F大小相等。概括地说，太阳与行星间的引力大小与 成正比，与 成反比，即F= 。式中G是比例系数，与 、 都没有关系。太阳与行星间的引力方向沿着 。课后思考与讨论F引=G太阳与行星之间引力的规律是否也适用于地球和月球之间？是否适用于任意两个物体之间？方法指导小组内交流自学疑难问题并做好归类整理。 四、反馈提升1行星之所以绕太阳运动，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，所以星体都绕太阳旋转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，所以不会落向太阳2太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等，其依据是 ( )A牛顿第一定定律 B牛顿第二定律C牛顿第三定律 D开普勒第三定律3（多选）下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是 ( )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反比C太阳对行星的引力规律是由实验得出的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4.两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动，它们的质量之比m1：m2=p，轨道半径之比r1：r2=q，则它们的公转周期之比T1：T2= ，它们受到太阳的引力之比F1：F2= 。方法指导小组展示，教师对学生的回答做评析，指明正确的观点。总结与反思本节课我们追寻牛顿的足