导学案：太阳与行星间的引力

高一物理【太阳与行星间的引力】导学案班级第组姓名【学习目标】（1）理解太阳与行星间引力的存在（2）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。（3）激情投入，展示自我，享受合作学习的快乐。【情景导入】第谷用几十年的天文观测积累了数千个数据，浩瀚的数据中蕴藏着行星运动的规律性；开普勒潜心研究了这几千个数据，用三句话做了概括，既深刻又简洁的展示了行星运动的规律性；牛顿对开普勒定律做了加工，得到了非常美妙的数学表达式，揭示了控制行星运动的力，比开普勒定律更深刻、更简洁。今天，让我们一起来追寻牛顿的足迹，用自己的手和脑，重新“发现”那美妙的数学表达式吧！【自主学习构建知识】一、知识回顾1．根据力和运动的关系，已知力的作用规律，可以确定物体的运动规律；反过来，已知物体的运动规律，能不能推测力的作用规律？2．匀速圆周运动的向心力表达式为Fn===。3．行星绕太阳做匀速圆周运动时开普勒第三定律表达式为。二、太阳对行星的引力[想一想]：为什么说太阳对行星有引力作用？[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．行星绕太阳做匀速圆周运动的周期为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．把开普勒第三定律表达式变形为代入向心力公式得F=。4．由上述公式可以说太阳对行星的引力F与成正比，与成反比，即F。三、行星对太阳的引力[想一想]：为什么说行星对太阳也有引力作用？[类比]：行星对太阳的引力F’与成正比，与成反比，即F’。四、太阳与行星间的引力[思考与讨论]：为什么说太阳与行星间的引力既与太阳的质量成正比又与行星的质量成正比？[说一说]：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=（如此美妙！）。太阳与行星间的引力方向沿着。【合作探究突出重点突破难点】太阳系主要星体相关数据星体公转主星距主星距离(kkm)公转周期(d)质量(kg)直径(km)水星太阳579104880金星太阳108200地球太阳149600(1)火星太阳2279406794木星太阳778330142984土星太阳1429400120536天王星太阳287099051118海王星太阳450430049532冥王星太阳5913520908002274月球地球3476中星5号地球1『问题探究一』根据上表中太阳系主要星体相关数据，请各组组长分配各组员分别进行计算验证：1.公转主星相同的星体是否符合开普勒第三定律？2.公转主星不同的星体是否符合开普勒第三定律？得出推论:开普勒第三定律中的k值与有关,与无关。『问题探究二』组组竞赛，看谁更快根据相关数据，请各组快速计算：月球公转的向心加速度？月球公转的向心加速度相当于地面附近重力加速度的多少分之一？【学习反馈】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．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．关于太阳与行星间引力的下列说法中