《万有引力与航天》节太阳与行星间的引力课时学案.docVIP

第2节 太阳与行星间的引力 班级： 姓名： 小组： 学习目标 1.知道行星绕太阳运动的原因，知道太阳与行星间存在着引力作用。 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，知道牛顿运动定律在推导太阳与行星间引力时的作用。 4.会推导太阳与行星间引力的关系式并明确各物理量的特点。 自主学习 太阳与行星 间的引力 自我检测 1.对于太阳与行星间的引力及其表达式F=G，下列说法正确的是（ ） A.公式中G为比例系数，与太阳、行星有关 B.太阳、行星彼此受到的引力总是大小相等 C.太阳、行星彼此受到的引力是一对平衡力，合力为零，M、m都处于平衡状态 D.太阳、行星彼此受到的引力是一对作用力和反作用力 2.太阳质量是地球质量的33万倍，若太阳对地球的引力的大小为F，则地球对太阳的引力的大小为（ ） A.33F B.F C.9F D.81F 3.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.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 课内探究 开普勒发现行星的运动规律之后，人们开始更深入地思考：是什么原因使行星绕太阳运动？许多科学家都对运动的原因提出了各种猜想。 提出问题：牛顿是如何思考的？他给出了怎样的结论呢？ 结论： 。 一、太阳对行星的引力 1.行星绕太阳运行的轨道是椭圆，在近似计算中，我们可以把这种轨迹为椭圆的运动看做哪种运动？ 2.由牛顿运动定律处理的两类运动学问题可知，确定太阳对行星的引力是哪一类问题，求解这类问题需要注意什么？ 3.做匀速圆周运动的物体必定有力提供向心力,行星绕太阳做圆周运动的向心力是由什么力提供的? 4.向心力公式有多个,如m、r、mr,我们选择哪个公式推导太阳对行星的引力，为什么? 5.不同行星的公转周期T是不同的,F跟r关系式中不应出现周期T,我们能否利用所学的知识去掉T，而只保留F与r的关系呢? 6.推导太阳对行星的吸引力的表达式。 设行星的质量为m,行星到太阳的距离为r,公转周期为T。 根据牛顿第二定律可得太阳对行星的引力为：F= ① 由开普勒第三定律 ，可得= ② 由①②得：F= ③ 由③式可知：F∝④ 结论：由F∝可知，太阳对不同行星的引力，与 成正比，与 二次方成反比。 说明：通过对上述问题探究,了解物理问题的一般处理方法:抓住主要矛盾,忽略次要因素,大胆进行科学猜想,体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用。 二、行星对太阳的引力 1.牛顿第三定律的内容是什么? 2.根据牛顿第三定律,行星对太阳的引力满足什么样的关系? 三、太阳与行星间的引力 1.根据前面的学习，请说明太阳与行星间引力的关系。 2.太阳与行星间引力的关系式是怎样的？ 说明：（1)公式F=G表明，太阳与行星间的引力大小，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。 （2)式中G是比例系数,与太阳、行星都 关系。 （3)太阳与行星间引力是一对 力，引力的方向沿着二者的连线。 例1已知太阳光从太阳照射到地球需要500 s，地球绕太阳的公转周期约为 s,地球的质量约为 kg。求太阳对地球的引力为多大?（保留一位有效数字) 例2地球绕太阳的运动可看成匀速圆周运动，地球与太阳间的引力提供地球运动的向心力。已知地球运行的轨道半径为r，运行的周期为T，太阳与行星间引力的表达式为F=G，试写出太阳质量M的表达式。 巩固练习 1.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 2.把行星运动近似看做匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为，则可推得（ ） A.行星对太阳的引力F′∝，M为太阳的质量 B.行星对太阳的引力F′∝，m为行星的质量 C.太阳对行星的引力为F=，m为行星的质量 D.太阳对行星的引力为F=k，m为行星的质量 3.已知地球的质量为M，月球的质量为m，地球与月球的球心的距离为R，若在地球与月球的连线上有一宇宙飞船，其受到地球的引力和月球的引力恰好大小相等，则该飞船距离地球有多远？ 交流讨论 行星绕太阳的运动轨道是椭圆，本节乃至本章均把行星的运动看