必修二第六章第二節(jié)
《 太陽與行星間的引力》學案
知識與技能：
1．理解太陽與行星間引力的存在
2．能根據(jù)開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力表達式
過程與方法：
1．通過推導太陽與行星間的引力公式，體會邏輯推理在物理學中的重要性．
2．體會推導過程中的數(shù)量關系．
情感、態(tài)度與價值觀：
感受太陽與行星間的引力關系，從而體會大自然的奧秘．
重點：
據(jù)開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力公式，記住推導出的引力公式．
難點：
太陽與行星間的引力公式的推導過程．
學法指導：
自主閱讀、合作探究、精講精練
教學設想：
知識回顧→預習導學→合作探究→突出重點，突破難點→典型例題分析→鞏固知識→達標提升
教 學 過 程：
師 生 互 動
任務一 知識回顧：
開普勒行星運動定律
第一定律：所有行星繞太陽的軌道都是 ，太陽處在橢圓的 。
第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線
第三定律：所有行星的橢圓軌道的 都相等。 即
任務二 預習導學
（認真閱讀教材，思考下列問題）
A．行星在橢圓軌道上運動是否需要力？這個力是什么力提供的？這個力是多大？太陽對行星的引力，大小跟太陽與行星間的距離有什么關系嗎？
B．行星的實際運動是橢圓運動，但我們還不知道求出橢圓運動加速度的運動學公式，我們現(xiàn)在怎么辦？把它簡化為什么運動呢？
引導：既然行星圍繞太陽運動的軌道是橢圓，即為曲線運動，那么肯定有一個力要來維持這個運動，那么這個力是由什么來提供的呢？我們跟隨著科學家們一起去研究討論這個問題。
任務三 合作探究：
一、太陽對行星的引力
1、設行星的質(zhì)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，寫出行星需要的向心力表達式，并說明式中符號的物理意義。
2、行星運動的線速度v與周期T的關系式如何？天文觀測難以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公轉周期T，寫出用T表示向心力的表達式。
3、如何應用開普勒第三定律消去周期T？寫出消去周期T后向心力的表達式。
引導：這是行星需要的向心力，我們要求的是太陽對行星的引力，這兩個力有關系嗎？
4、寫出太陽對行星的引力F與距離r的比例式，說明比例式的意義。
太陽對不同行星的引力，與行星的 成正比，與行星和太陽間的
成反比。
二、行星對太陽的引力
行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量M以及行星到太陽的距離r之間又有何關系？根據(jù)什么得出的？
三、太陽與行星間的引力概括起來有什么關系式？
則太陽與行星間的引力大小表達式為？方向呢?
引導學生就課本“說一說”欄目中的問題進行討論，
例題1、兩顆行星都繞太陽做勻速圓周運動，它們的質(zhì)量之比m1：m2=p，軌道半徑之比r1：r2=q，則它們的公轉周期之比T1：T2= ，它們受到太陽的引力之比F1：F2=
例題2、火星繞太陽的運動可看作勻速圓周運動，火星與太陽間的引力提供火星運動的向心力。已知火星運行的軌道半徑為r，運行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽質(zhì)量M的表達式。
任務四： 達標提升
1、行星之所以繞太陽運動，是因為 ( )
A、行星運動時的慣性作用
B、太陽是宇宙的控制中心，所以星體都繞太陽旋轉
C、太陽對行星有約束運動的引力作用
D、行星對太陽有排斥力作用，所以不會落向太陽
2、太陽對行星的引力與行星對太陽的引力大小相等，其依據(jù)是 ( )
A、牛頓第一定 B、牛頓第二定律
C、牛頓第三定律 D、開普勒第三定律
3、下面關于太陽對行星的引力說法中的正確的是 ( )
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(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離成反比
C、太陽對行星的引力規(guī)律是由實驗得出的
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
4、關于太陽與行星間引力 的下列說法中正確的是 ( )
A、公式中的 G 是比例系數(shù)，是人為規(guī)定的
B、這一規(guī)律可適用于任何兩物體間的引力
C、太陽與行星的引力是一對平衡力
D、檢驗這一規(guī)律是否適用于其它天體的方法是比較觀測結果與推理結果的吻合性
5．如果認為行星圍繞太陽做勻速圓周運動，那么下列說法中正確的是 ( )
A．行星受到太陽的萬有引力，萬有引力提供行星圓周運動的向心力
B．行星受到太陽的萬有引力，行星運動不需要向心力
C．行星同時受到太陽的萬有引力和向心力
D．行星受到太陽的萬有引力與它運行的向心力不相等
答案：1C 2C 3AD 4D 5A
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