高中物理人教版第六章萬有引力與航天太陽與行星間的引力 同課異構

太陽與行星間的引力【學習目標】1.知道行星繞太陽運動的原因,知道太陽與行星間存在著引力作用。2.知道行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力來源。3.知道太陽與行星間引力的方向和表達式,知道牛頓運動定律在推導太陽與行星間引力時的作用。4.體會將不易測量的物理量轉化為易測量的物理量的方法。知識梳理1.太陽對行星的引力(1)根據(jù)開普勒行星運動定律的近似處理方法知,行星以太陽為圓心做運動,太陽對行星的提供向心力。設行星的質量為m,速度為v,行星到太陽的距離為r,則行星繞太陽做勻速圓周運動需要的向心力F=。(2)天文觀測可得到行星公轉的周期T,行星運行的速度v和周期T之間的關系為。

(3)結合開普勒第三定律公式,可得F=,由該公式可知,太陽對行星的引力與成正比,與成反比,即F∝。(4)根據(jù)牛頓第三定律,可知太陽吸引行星的同時,行星也吸引太陽,由此可得行星對太陽的引力與太陽的質量M成,與行星和太陽間距離的二次方成,即F'∝。

2.太陽與行星間的萬有引力太陽與行星間引力的大小與太陽質量和行星質量的成正比,與兩者距離的二次方成反比,即F=,G為比例系數(shù),其大小與太陽和行星的質量,引力的方向沿著二者的連線。重點難點探究主題1:追尋牛頓的足跡情景:開普勒行星運動定律揭示了行星的運動規(guī)律,回答了人們千百年來一直追尋的“行星怎樣運動”的問題。然而好奇的人們,卻并不滿足,他們面向天穹,深情地叩問:行星為什么要這樣運動?是什么力量支配著行星繞著太陽做如此和諧而有規(guī)律的運動呢?問題:閱讀教材中的相關內(nèi)容,回答下列問題。(1)前人關于行星繞太陽運動原因的猜想有哪些?(2)在解釋行星繞太陽運動的原因這一問題上,牛頓是如何猜想的?你認為牛頓成功的關鍵是什么?主題2:探究太陽和行星間的引力問題:閱讀教材中的相關內(nèi)容,回答下列問題。(1)行星繞太陽運動的軌跡是橢圓,本節(jié)乃至本章均把行星的運動看作勻速圓周運動,這樣做是不是違背了客觀事實?談談你的看法。(2)如果設行星的質量為m,速度為v,運行周期為T,行星到太陽的距離為r,則行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力可以怎樣表示?(3)向心力公式有多個,如F=m、F=mrω2、F=mr,我們選擇哪個公式探究太陽對行星的引力?(4)根據(jù)F=mr可以得到F∝r,你覺得這個結論正確嗎?為什么?如何尋找F跟r的關系?你可以得到什么結論?(5)太陽對行星的引力與行星對太陽的引力是不是同一性質的力?你可以得到什么結論?課堂檢測1.下列關于太陽對行星的引力的說法正確的是()A.太陽對行星的引力等于行星做勻速圓周運動的向心力B.太陽對行星的引力大小與行星的質量成正比,與行星和太陽間的距離成正比C.太陽對行星的引力是由實驗得出的D.太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規(guī)律推導出來的2.地球與物體間的萬有引力可以認為在數(shù)值上等于物體的重力,那么在6400km的高空,物體的重力與它在地面上的重力之比為()∶1∶2∶4∶13.下列關于行星對太陽的引力的說法正確的是()A.行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質的力B.行星對太陽的引力與太陽的質量成正比,與行星的質量無關C.太陽對行星的引力遠大于行星對太陽的引力D.行星對太陽的引力大小與太陽的質量成正比,與它們之間的距離成反比4.關于對行星與太陽的引力公式F=中G的理解正確的是()A.公式中比例系數(shù)G,與行星質量有關,與太