高中物理人教版第六章萬有引力與航天太陽與行星間的引力 同課異構(gòu)

太陽與行星間的引力【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道行星繞太陽運(yùn)動的原因,知道太陽與行星間存在著引力作用。2.知道行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的向心力來源。3.知道太陽與行星間引力的方向和表達(dá)式,知道牛頓運(yùn)動定律在推導(dǎo)太陽與行星間引力時的作用。4.體會將不易測量的物理量轉(zhuǎn)化為易測量的物理量的方法。知識梳理1.太陽對行星的引力(1)根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律的近似處理方法知,行星以太陽為圓心做運(yùn)動,太陽對行星的提供向心力。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(yùn)動需要的向心力F=。(2)天文觀測可得到行星公轉(zhuǎn)的周期T,行星運(yùn)行的速度v和周期T之間的關(guān)系為。

(3)結(jié)合開普勒第三定律公式,可得F=,由該公式可知,太陽對行星的引力與成正比,與成反比,即F∝。(4)根據(jù)牛頓第三定律,可知太陽吸引行星的同時,行星也吸引太陽,由此可得行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量M成,與行星和太陽間距離的二次方成,即F'∝。

2.太陽與行星間的萬有引力太陽與行星間引力的大小與太陽質(zhì)量和行星質(zhì)量的成正比,與兩者距離的二次方成反比,即F=,G為比例系數(shù),其大小與太陽和行星的質(zhì)量,引力的方向沿著二者的連線。重點(diǎn)難點(diǎn)探究主題1:追尋牛頓的足跡情景:開普勒行星運(yùn)動定律揭示了行星的運(yùn)動規(guī)律,回答了人們千百年來一直追尋的“行星怎樣運(yùn)動”的問題。然而好奇的人們,卻并不滿足,他們面向天穹,深情地叩問:行星為什么要這樣運(yùn)動?是什么力量支配著行星繞著太陽做如此和諧而有規(guī)律的運(yùn)動呢?問題:閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容,回答下列問題。(1)前人關(guān)于行星繞太陽運(yùn)動原因的猜想有哪些?(2)在解釋行星繞太陽運(yùn)動的原因這一問題上,牛頓是如何猜想的?你認(rèn)為牛頓成功的關(guān)鍵是什么?主題2:探究太陽和行星間的引力問題:閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容,回答下列問題。(1)行星繞太陽運(yùn)動的軌跡是橢圓,本節(jié)乃至本章均把行星的運(yùn)動看作勻速圓周運(yùn)動,這樣做是不是違背了客觀事實(shí)?談?wù)勀愕目捶ā?2)如果設(shè)行星的質(zhì)量為m,速度為v,運(yùn)行周期為T,行星到太陽的距離為r,則行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的向心力可以怎樣表示?(3)向心力公式有多個,如F=m、F=mrω2、F=mr,我們選擇哪個公式探究太陽對行星的引力?(4)根據(jù)F=mr可以得到F∝r,你覺得這個結(jié)論正確嗎?為什么?如何尋找F跟r的關(guān)系?你可以得到什么結(jié)論?(5)太陽對行星的引力與行星對太陽的引力是不是同一性質(zhì)的力?你可以得到什么結(jié)論?課堂檢測1.下列關(guān)于太陽對行星的引力的說法正確的是()A.太陽對行星的引力等于行星做勻速圓周運(yùn)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正比C.太陽對行星的引力是由實(shí)驗(yàn)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(yùn)動的規(guī)律推導(dǎo)出來的2.地球與物體間的萬有引力可以認(rèn)為在數(shù)值上等于物體的重力,那么在6400km的高空,物體的重力與它在地面上的重力之比為()∶1∶2∶4∶13.下列關(guān)于行星對太陽的引力的說法正確的是()A.行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質(zhì)的力B.行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量成正比,與行星的質(zhì)量無關(guān)C.太陽對行星的引力遠(yuǎn)大于行星對太陽的引力D.行星對太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比,與它們之間的距離成反比4.關(guān)于對行星與太陽的引力公式F=中G的理解正確的是()A.公式中比例系數(shù)G,與行星質(zhì)量有關(guān),與太