1、学案2太阳与行星间的引力学习目标 1、 知道行星绕太阳运动的原因是太阳对行星有吸引力.2.能根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式,体会逻辑推理在物理学中的重要性.3.知道地球上的重物下落运动与天体运动的统一性.4.理解万有引力定律,会用万有引力定律分析简单问题课前预习 1牛顿在物理学上的重大贡献之一就是建立了关于运动的清晰的概念,他在前人对于惯性研究的基础上,首先思考的问题是“物体怎样才会不沿直线运动”,他的回答是:_.由此推出:使行星沿圆或椭圆运动,需要指向_的力,这个力应该就是_于是,牛顿利用他的_把行星的向心加速度与_联系起来了不仅如此,牛顿还认为这种引力存在于_
2、2行星绕太阳做近似匀速圆周运动,需要的向心力是由_提供的,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的二次方成_,即Fmr2.3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的二次方成_,即FMr2.4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_5下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是()A行星对太阳的引力和太阳对行星的引力
3、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,与行星距太阳的距离成反比6太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F大小相等,其依据是()A牛顿第一定律 B牛顿第二定律C牛顿第三定律 D开普勒第三定律7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、牛顿运动定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的三、课堂教学一
4、、太阳与行星间的引力问题设计若行星的质量为m,行星到太阳的距离为r,行星运行周期为T.则行星需要的向心力的大小如何表示?答案行星需要的向心力F42mrT2要点提炼1两个理想化模型在公式FGMmr2的推导过程中,我们用到了两个理想化模型(1)将行星的椭圆运动看成匀速圆周运动(2)将天体看成质点,且质量集中在球心上2推导过程: 二、月地检验问题设计月地检验的验证原理是怎样的?答案假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从“平方反比”的规律,那么,由于月球轨道半径约为地球半径(苹果到地心的距离)的60倍,所以月球轨道上一个物体受到的引力,比它在地面附近时受到的引力要小,前者只有
5、后者的1602.根据牛顿第二定律,物体在月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加速度)也就应该大约是它在地面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的1602.要点提炼1月地检验的目的:检验维持月球绕地球运动的力与使物体下落的力是同一种性质力,都遵从“平方反比”的规律2推理:月心到地心的距离约为地球半径的60倍,所以月球绕地球做圆周运动的向心加速度应该大约是它在地面附近下落时加速度的1602.3验证:已知月地距离r,月球绕地球运动的周期T,根据a月42T2r,计算月球绕地球的向心加速度a月,然后与地球表面的重力加速度g进行比较,a月近似等于g602,则证明了地球表面的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力四、学生课堂练习学案导学自我检测五、课后巩固40分钟课时作业六、课后反思