1、课题: 6.2太阳与行星间引力策略与反思纠错与归纳【学习目标】有目标就有方向1.知道行星绕太阳运动的原因. 2.知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源.3知道太阳与行星间引力的方向和表达式.【重点难点】集中精力重点:通过太阳与行星间的引力的推导,追寻牛顿的足迹,感受万有引力定律发现的过程难点:牛顿第三定律在推导太阳与行星间引力时的作用【使用说明与学法指导】1.独立预习课本,认真完成自主学习部分。用红笔标注自己的疑惑2.先独立完成自主学习及探究部分习题,在小组讨论达成共识,积极展示。【复习回顾】1。如图6-1-1所示, 飞船沿半径为R的圆周围绕着地球运动,其运行周期为T,如果飞船沿椭圆轨道运行
2、,直至要下落返回地面,可在轨道的某一点A处将速率降低到适当数值,从而使飞船沿着以地心O为焦点的椭圆轨道运动,轨道与地球表面相切于B点,求飞船由A点运动到B点的时间(设地球半径是R 0). 2两颗行星的质量分别为m 1和m 2,它们绕太阳运动的轨道半径为R 1和R 2,若m 1=2m 2、R 1=4R 2,则它们的周期之比T 1T 2是多少?【自主学习】相信自己,你能行的!1太阳对行星的引力(1)行星绕太阳做近似匀速圆周运动时,需要的向心力是由 提供的,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需要的向心力F= .(2)天文观测可得到行星公转的周期T,行星运行的
3、速度v和周期T之间的关系为 .(3)将v=代入F=得F=,再由开普勒第三定律T 2=消去T得 .因而可以说F与成正比.即太阳对不同行星的引力与行星的 成正比,与行星和太阳间距离的 成反比.2行星对太阳的引力根据牛顿第三定律,可知太阳吸引行星的同时,行星也吸引太阳,由此可得行星对太阳的引力F应该与太阳质量M成 ,与行星和太阳间距离的 成反比.3太阳与行星间的引力综上可以得到太阳与行星间的引力表达式 ,式中G是比例系数,与 、 都没有关系.【合作探究】激情投入,大胆探索,勇于质疑。探究一: 1、太阳与行星间的引力如何推导出来?(1)猜想:太阳对行星的引力与 有关(2)简化模型:行星绕太阳运动的轨迹
4、是椭圆,但行星轨道可以近似按 处理(3)演绎与推理:根据牛顿第二定律和开普勒第一、第二定律进行计算:得到太阳对行星的引力与行星的质量成正比,与行星和太阳间距离的平方成正比。根据牛顿第二定律和开普勒第一二定律行星运动做匀速圆周运动需要的向心力为:,根据开普勒第三定律:得到:太阳对行星的引力(其中m为行星质量,r为行星与太阳的距离)(4)演绎与推理:根据牛顿第三定律得到行星对太阳的引力大小也存在与上述的对称关系(5)综合即可得到结论:太阳与行星间的引力为 G是与太阳和行星都无关的比例系数 探究二1、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
5、、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 2、据美联社2002年10月7日报道,天文学家在太阳系的九大行星之外,又发现了一颗比地球小得多的新行星,而且还测得它绕太阳公转的周期为288年,若把它和地球绕太阳公转的轨道都看成是圆,问它到太阳的距离约是地球到太阳距离的多少倍? 跟踪练习:1、下面关于太阳对行星的引力的说法正确的是( )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正比C、太阳对行星的引力由实验得出的
6、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2、两个行星的质量分别为,绕太阳运行的轨道半径分别为,若它们只受太阳引力的作用,那么这两个行星的向心加速度之比为( )3、一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是地球公转半径的4倍,则这颗小行星运行速率是地球运行速率的( )A、4倍 B、2倍 C、0.5倍 D、16倍4、太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,这个向心力大小( )A、与行星距太阳间的距离成正比B、与行星距太阳间的距离成反比C、与行星运动的速率的平方成正比D、与行星距太阳的距离的平方成反比 5、下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是
7、( )A、离太阳越近的行星周期越大B、离太阳越远的行星周期越大C、离太阳越近的行星的向心加速度越大D、离太阳越近的行星受到太阳的引力越大6、九大行星绕太阳运行的轨迹可以粗略地认为是圆,各星球半径和轨道半径如下表所示:行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星星球半径(106m)2.446.056.373.396.985.282.372.242.50轨道半径(1011m)0.5791.081.502.287.7814.328.745.059.0从表中所列数据可以估算出冥王星的公转周期接近于( )A、4年 B、40年 C、140年 D、240年 7、一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转,这些小行星具有( )A、相同的速率 B、相同的加速度C、相同的运转周期 D、相同的角速度 8、哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆,下面说法中正确的是( )A、彗星在近日点的速率大于在远日点速率B、彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度C、若彗星的周期为75年,则它的半长轴是地球公转半径的75倍D、彗星在近日点的角速度大于它在远日点的角速度 9、宇宙飞船进入一个围绕太阳运行的近似圆形的轨道上,如果轨道半径是地球轨道半径的9倍,那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是多少年?若已知地球绕太阳公转的速度时30km/s,则该宇宙飞船绕太阳的公转速度是多少?