【志鸿优化-高中优秀教案】2014-2015学年高一物理人教版必修二【精品课件+精品学案】6.2太阳与行星间的引力

太阳与行星间的引力 2 -*- 注意：k值与中心天体有关，而与环绕天体无关。 回顾： 开普勒行星运动定律 即： 第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 -*- 思考：是什么力量支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢？ 小组讨论 猜想的逻辑： 曲线运动—变速运动—加速度—合外力—引力 -*- 当时科学家们的想法： -*- 猜想：引力大小跟什么有关？ 追寻牛顿的足迹 讨论验证思路： 由运动情况----加速度----受力情况 -*- 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的向心力为多少？ -*- 代入 由 2.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 得到： -*- 3.根据开普勒第三定律： 即 得 代入 -*- 4.太阳对行星的引力 : 即: 这表明：太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。 -*- 二、行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律，行星对太阳引力F＇应满足 2 r M F＇ µ -*- 三、太阳与行星间的引力 合二为一： 注：G是比例系数，与太阳、行星的质量无关 写成等式就是： -*- 【巩固训练】对于太阳对行星的引力表达式 下面说法正确的是（    ） A．公式中G常量，与太阳和行星均无关； B．公式中G由太阳与行星间的距离，作用力和质量决定； C．M和m受到的引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力； D．M和m受到的引力总是大小相等，方向相反，是作用力和反作用力。 AD -*- 想一想：还有别的方法推得太阳与行星间的引力吗？ 行星 周期 周期（秒） 与太阳距离r（百万千米） 与太阳距离r（米） 加速度a 水星 87.969日 7600521.6 57.9 5.8×1010 4.0×10-2 金星 224.7日 19414080.0 106.2 1.1×1011 1.1×10-2 地球 365.256日 31558118.4 149.6 1.5×1011 6.0×10-3 火星 687日 59356800.0 227.9 2.3×1011 2.6×10-3 木星 11.86年 374016960.0 778.0 7.8×1011 2.2×104 土星 29.5年 930312000.0 1427.0 1.4×1012 6.6×10-5 天王星 84年 2649024000.0 2870.0 2.9×1012 1.6×10-5 海王星 164.8年 5182894080.0 4496.0 4.5×1012 6.7×10-6 -*- 作业 1.用图象法推导太阳与行星间的引力。 2.完成【自主学习评价】。 $$ 学案设计 第六章　万有引力与航天 2　太阳与行星间的引力 学习目标 1.理解太阳与行星之间存在引力. 2.能根据开普勒行星运动定律、牛顿运动定律、圆周运动推导出太阳与行星间的引力表达式,并理解其推导过程. 自主探究 1.行星绕太阳做近似匀速圆周运动,需要的向心力由　　　　提供,由向心力的公式结合开普勒第三定律得到向心力F=　　　　.由此我们可以推得太阳对不同行星的引力,与行星的质量m成　　　　,与行星和太阳间距离r的二次方成　　　　,即F∝.  2.根据牛顿第三定律,可知太阳吸引行星的同时,行星也必然吸引太阳,行星对太阳的引力与太阳的质量M成　　　　,与行星和太阳间距离r的二次方成　　　　,即F'∝.  3.太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比,与两者距离的二次方成反比,即F=　　　　,式中G为比例系数,其大小与太阳和行星的质量　　　　,太阳与行星引力的方向沿二者的　　　　.  合作探究 一、太阳对行星的引力 【自主探究】 太阳对行星的引力 注意:不易测量物理量的处理 二、行星对太阳的引力 根据　　　　可知行星对太阳的引力F'应满足　　　　.  三、太阳与行星间的引力 【小组合作探究】 太阳与行星间的引力 结论F=　　　  【巩固训练】 对于太阳对行星的引力表达式下面说法正确的是(　　) A.公式中G为常量,与太阳和行星均无关 B.公式中G由太阳与行星间的距离,作用力和质量决定 C.M和m受到的引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力 D.M和m受到的引力总是大小相等,方向相反,是作用力和反作用力 课堂检测 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