高中物理-6.2太阳与行星间的引力教学设计学情分析教材分析课后反思

第二节太阳与行星间的引力课标分析三维目标知识与技能1.知道长直螺线管绕太阳运动的原因是到太阳引力的作用。2.理解并推导太阳与行星间的引力大小。3.记住物体间的引力公式。过程与方法1.了解长直螺线管与太阳的引力公式的建立和发展过程。2.体会推导过程中的数量关系。情感态度与价值观1．了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的历程。2.了解太阳和行星间的引力关系，体会大自然的奥秘。重点难点推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推理在物理学中的重要性。6.2太阳与行星间的引力学情分析学生通过前面的学习，对运动和力的关系已有了较为深入的理解，掌握了抛体运动及匀速圆周运动的规律。并能熟练的运用牛顿运动定律解决常见的两类动力学问题。能用开普勒三定律描述行星运动的规律。在学太阳对行星的引力之前，学生已经对力、重力、向心力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了较好的理解，并且掌握自由落体运动和圆周运动等运动规律，能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的起点能力。所以在推导太阳与行星运动规律时，教师可以要求学生自主地运用原有已经的知识进行推导，并要求说明每一步推理的理论依据是什么，教师仅在难点问题上做适当的点拨。6.2太阳与行星间的引力【课后练习题】1、把行星运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为kT2＝r3，则可推得（）A.行星受太阳的引力为B.行星受太阳的引力都相同C.行星受太阳的引力D.质量越大的行星受太阳的引力一定越大2、下列说法正确的是()A.行星绕太阳的椭圆轨道可以近似地看作圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力B.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力，所以行星绕太阳运转而不是太阳绕行星运转C.太阳对行星的引力等于行星对太阳的引力，其方向一定在两者的连线上D.所有行星与太阳间的引力都相等3、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F=eq\f(mv2,r)，这个关系式实际上是牛顿第二定律,是可以在实验室中得到验证的B．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式v＝eq\f(2πr,T)，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由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eq\f(r3,T2)＝k，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的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实验室中得到证明的【课堂评价】4.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是（）行星受到太阳的引力，提供行星做圆周运动的向心力行星受到太阳的引力，但行星运动不需要向心力行星同时受到太阳的引力和向心力的作用行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等5.如果要验证太阳与行星之间引力的规律是否适用于行星与它的卫星，需要观测卫星的()A.质量B.运动周期C.轨道半径D.半径6.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，与行星的距离成反比7.关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（）A．太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对平衡力B．太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是作用力与反作用力的关系C．太阳与行星间的引力大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的平方成反比D．以上说法均不对8、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星所受万有引力F与轨道半径r的关系是()A．F与r成正比 B．F与r成反比C．F与r2成正比 D．F与r2成反比9、对太阳系的行星，由公式v＝eq\f(2πr,T)，F＝eq\f(4π2mr,T2)，eq\f(r3,T2)＝k可以得到F＝________，这个公式表明太阳对不同行星的引力，与________________成正比，与_________成反比．【课后训练】10.两个行星的质量分别为m1和m2,绕太阳运动的轨道半径分别为r1和r2,求：（1）它们与太阳间的引力之比；（2）它们的公转周期之比。11、太阳的质量为M，一个绕它做匀速圆周运动的行星的轨道半径为r，周期是T，试用两种方法求出行星在轨道上的向心加速度。12、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。6.2太阳与行星间的引力(答案）题号12345678答案CACABAACABCD行星的质量行星和太阳间的距离的二次方（1）（2）11、方法一：12、6.2太阳与行星间的引力观评记录一．科学家对行星运动原因的猜测1.伽利略、开普勒、笛卡尔、胡克的猜测2.牛顿：万有引力提供向心力。二．太阳与行星间的引力1）两者之间的相互作用力2由向心力公式和开普勒定律总结得出三．例题分析例1.陨石落向地球的原因是A.陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力。B.陨石对地球吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等，但地球对它的引力大于它运动所需向心力，所以改变运动轨道落向地球。C.太阳不再吸引陨石，所以陨石受地球的吸引下落向地球。D.陨石原来在空中静止，在地球引力作用下自由下落练习:1.下面关于太阳对行星的引力的说法中正确的是（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。G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。例2.已知太阳的质量为M，地球的质量为m1，月球的质量为m2，当发生日全食时，太阳、月亮、地球几乎在一直线上，且月亮位于太阳与地球中间，如图所示，设月亮到太阳的距离为a，地球到月亮的距离为b，则太阳对地球的引力F1和对月亮的引力F2的大小之比为多少？6.2太阳与行星间的引力教材分析《太阳与行星间的引力》是高中物理必修二第六章《万有引力与航天》的第二节，内容是从动力学的角度研究行星的运动，发现太阳与行星间的引力规律。展示了从已知规律经演绎推理发现未知物理规律的探究过程。是对学生进行科学探究过程教育的良好素材，也是本章的教学重点。§6.2太阳与行星间的引力【学习目标】1、了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的历程。2、在开普勒行星运动定律、匀速圆周运动知识和牛顿运动定律的基础上，推导得到太阳与行星间的引力，促进学生对此规律有初步理解。【知识回顾】开普勒在前人的基础上，经过计算总结出了他的三条定律，即开普勒行星运动定律:第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是，太阳处在椭圆的。第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线第三定律：所有行星的椭圆轨道的都相等，即【学习过程】任务一：预习导学阅读教材第一、二段，思考下面的问题：1、行星在椭圆轨道上运动是否需要力？这个力是什么力提供的？这个力是多大？太阳对行星的引力，大小跟太阳与行星间的距离有什么关系吗？2、行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不知道求出椭圆运动加速度的运动学公式，我们现在怎么办？把它简化为什么运动呢？任务二：合作探究1、太阳对行星的引力根据以下提纲阅读教材34页内容，并写出有关推导过程：设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r,, A、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；B、行星运动的线速度v与周期T的关系式如何？天文观测难以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公转周期T，写出用T表示向心力的表达式。C、如何应用开普勒第三定律消去周期T？为何要消去周期T？写出消去周期T后向心力的表达式D、写出引力F与距离r的比例式为，结论：太阳对不同行星的引力，与行星的成正比，与行星和太阳间的成反比2：行星对太阳的引力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？根据什么可以推导出来？3、太阳与行星间的引力概括起来有什么关系式？则太阳与行星间的引力大小表达式为？方向呢?【典型例题】例题1、两个行星的质量分别为m1和m2,绕太阳运动的轨道半径分别为r1和r2,求：（1）它们与太阳间的引力之比；（2）它们的公转周期之比。例题2、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。【巩固练习】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．在万有引力定律的公式中，下列说法正确的是（）A、公式中的G是比例系数，是人为规定的B、这一规律可适用于任何两物体间的引力C、太阳与行星的引力是一对平衡力D、检验这一规律是否适用于其它天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性5、假如一个做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则（）A．根据公式v=ωr，可知卫星的线速度增大到原来的2倍B．根据公式F=mv2/r，可知卫星所需的向心力减小到原来的1/2C．根据公式F=GMm/r2，可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4D．根据上述B和A给出的公式，可知卫星的线速度将减小到原来的6.2太阳与行星间的引力效果分析《太阳与行星间的引力》是高中物理必修二第六章《万有引力与航天》的第二节，内容是从动力学的角度研究行星的运动，发现太阳与行星间的引力规律。展示了从已知规律经演绎推理发现未知物理规律的探究过程。是对学生进行科学探究过程教育的良好素材，也是本章的教学重点。第二节太阳与行星间的引力课后反思题组一太阳与行星间的引力1．地球对月球具有相当大的万有引力，可它们没有靠在一起，这是因为()A．不仅地球对月球有万有引力，而且月球对地球也有万有引力，这两个力大小相等，方向相反，互相抵消了B．不仅地球对月球有万有引力，而且太阳系中的其他星球对月球也有万有引力，这些力的合力为零C．地球对月球的引力还不算大D．地球对月球的万有引力不断改变月球的运动方向．使得月球围绕地球运动答案：D2．假设行星绕太阳在某轨道上做匀速圆周运动，下列有关说法正确的是()A．行星受到太阳的引力和向心力B．太阳对行星有引力，行星对太阳没有引力C．太阳与行星之间有相互作用的引力D．太阳对行星的引力与行星的质量成正比解析：由于向心力是效果力，它是由物体所受外力提供的，A错误；太阳与行星间是相互吸引的，故B错误，C正确；太阳对行星的引力与行星的质量成正比，D正确．答案：CD3．设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动．则与开采前相比()A．地球与月球的引力将变大B．地球与月球的引力将变小C．月球绕地球运动的周期将变长D．月球绕地球运动的周期将变短Mm解析：因为地球的质量变大，月球的质量变小，由F＝G知道当M、m的和为定值r时，M、m之间的数值