導(dǎo)學(xué)案：太陽與行星間的引力

高一物理【太陽與行星間的引力】導(dǎo)學(xué)案班級第組姓名【學(xué)習(xí)目標】（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(dǎo)出太陽與行星間的引力表達式。（3）激情投入，展示自我，享受合作學(xué)習(xí)的快樂?！厩榫皩?dǎo)入】第谷用幾十年的天文觀測積累了數(shù)千個數(shù)據(jù)，浩瀚的數(shù)據(jù)中蘊藏著行星運動的規(guī)律性；開普勒潛心研究了這幾千個數(shù)據(jù)，用三句話做了概括，既深刻又簡潔的展示了行星運動的規(guī)律性；牛頓對開普勒定律做了加工，得到了非常美妙的數(shù)學(xué)表達式，揭示了控制行星運動的力，比開普勒定律更深刻、更簡潔。今天，讓我們一起來追尋牛頓的足跡，用自己的手和腦，重新“發(fā)現(xiàn)”那美妙的數(shù)學(xué)表達式吧！【自主學(xué)習(xí)構(gòu)建知識】一、知識回顧1．根據(jù)力和運動的關(guān)系，已知力的作用規(guī)律，可以確定物體的運動規(guī)律；反過來，已知物體的運動規(guī)律，能不能推測力的作用規(guī)律？2．勻速圓周運動的向心力表達式為Fn===。3．行星繞太陽做勻速圓周運動時開普勒第三定律表達式為。二、太陽對行星的引力[想一想]：為什么說太陽對行星有引力作用？[試一試]：推導(dǎo)太陽對行星的引力F跟行星的質(zhì)量m及行星到太陽的距離r的關(guān)系：1．設(shè)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的向心力為F=。2．行星繞太陽做勻速圓周運動的周期為T，則速度v與周期T關(guān)系為v=，則向心力的周期表達式為F=。3．把開普勒第三定律表達式變形為代入向心力公式得F=。4．由上述公式可以說太陽對行星的引力F與成正比，與成反比，即F。三、行星對太陽的引力[想一想]：為什么說行星對太陽也有引力作用？[類比]：行星對太陽的引力F’與成正比，與成反比，即F’。四、太陽與行星間的引力[思考與討論]：為什么說太陽與行星間的引力既與太陽的質(zhì)量成正比又與行星的質(zhì)量成正比？[說一說]：根據(jù)定律，太陽對行星的引力F與行星對太陽的引力F’大小相等。概括地說，太陽與行星間的引力大小與成正比，與成反比，即F=（如此美妙?。?。太陽與行星間的引力方向沿著?！竞献魈骄客怀鲋攸c突破難點】太陽系主要星體相關(guān)數(shù)據(jù)星體公轉(zhuǎn)主星距主星距離(kkm)公轉(zhuǎn)周期(d)質(zhì)量(kg)直徑(km)水星太陽579104880金星太陽108200地球太陽149600(1)火星太陽2279406794木星太陽778330142984土星太陽1429400120536天王星太陽287099051118海王星太陽450430049532冥王星太陽5913520908002274月球地球3476中星5號地球1『問題探究一』根據(jù)上表中太陽系主要星體相關(guān)數(shù)據(jù)，請各組組長分配各組員分別進行計算驗證：1.公轉(zhuǎn)主星相同的星體是否符合開普勒第三定律？2.公轉(zhuǎn)主星不同的星體是否符合開普勒第三定律？得出推論:開普勒第三定律中的k值與有關(guān),與無關(guān)?！簡栴}探究二』組組競賽，看誰更快根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，請各組快速計算：月球公轉(zhuǎn)的向心加速度？月球公轉(zhuǎn)的向心加速度相當(dāng)于地面附近重力加速度的多少分之一？【學(xué)習(xí)反饋】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(zhuǎn)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．牛頓第一定定律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(guān)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(dǎo)出來的4．關(guān)于太陽與行星間引力的下列說法中