[名校联盟]湖北省监利一中高一物理《62 太阳与行星间的引力》导学案

 

                   姓名        小组           学号         

教学目标：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

任务一  知识回顾

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                  

任务二  预习导学

（认真阅读教材，思考下列问题）

A．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？

    B．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？

 

引导：既然行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，即为曲线运动，那么肯定有一个力要来维持这个运动，那么这个力是由什么来提供的呢？我们跟随着科学家们一起去研究讨论这个问题。

任务三 合作探究

一、太阳对行星的引力

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，写出行星需要的向心力表达式，并说明式中符号的物理意义。

2、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。

 

 

 

 

3、如何应用开普勒第三定律消去周期T？写出消去周期T后向心力的表达式。

[来源:学§科§网Z§X§X§K]

 

引导：这是行星需要的向心力，我们要求的是太阳对行星的引力，这两个力有关系吗？

 

 

4、写出太阳对行星的引力F与距离r的比例式，说明比例式的意义。 

 

 

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。

 

二、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？根据什么得出的？

 

 

 

 

三、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?

 

 

例题1、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=     

 

 

 

 

 

 

 

 

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