高中人教版 (新课标)2.太阳与行星间的引力学案设计

这是一份高中人教版 (新课标)2.太阳与行星间的引力学案设计，共3页。学案主要包含了学习目标，学习重点难点，学习过程，知识回顾，自主学习，巩固拓展练习等内容，欢迎下载使用。

1.知道行星绕太阳运动的原因是到太阳引力的作用。明确太阳与行星间引力的特点。
2.理解并推导太阳与行星间的引力大小。
【学习重点难点】
太阳与行星间引力公式的推导和理解
【学习过程】
【知识回顾】
开普勒行星运动定律的内容是什么?
【自主学习】
活动1：阅读教材第一、二段，思考下面的问题：
1、什么原因使行星绕太阳的运动呢？古人有哪些解释？
2、在解释行星绕太阳运动的原因这一问题上，为什么牛顿能够成功，而其他科学家却失败了？你认为牛顿成功的关键是什么？
活动2：推导太阳与行星间的引力
（一） 建立模型
思考1：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？
考2：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？为什么？
思考3：行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力由什么力来提供呢？ 这个力的方向怎样？
思考4：太阳对行星的引力提供向心力，那这个力大小有什么样的定量关系？
（二）追寻牛顿的足迹
根据以下提纲阅读教材37--38页内容，并写出有关推导过程：
1、太阳对行星的引力
（1）行星绕太阳作匀速圆周运动，写出行星需要的向心力表达式，并说明式中符号的物理意义。
（2）行星运动的线速度v与周期T的关系式如何？为何要消去v？写出要消去v后的向心力表达式。
（3）如何应用开普勒第三定律消去周期T？为何要消去周期T？
（4）写出引力F与距离r的比例式，说明比例式的意义。
2、行星对太阳的引力
行星对太阳的引力与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间又有何关系？根据什么可推导出来？
3、太阳与行星间的引力
综合以上推导过程，推导出太阳与行星间的引力与太阳质量M、行星质量m、以及两者距离r的关系式。看看能够得出什么结论。
结论：
【巩固拓展练习】
1、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、太阳对行星的引力远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，与行星的距离成反比
2、两个行星的质量分别为，绕太阳运行的轨道半径分别为，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为（ ）
A、1 B、 C、 D、
3、如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是（ ）
A、行星受到太阳的引力，提供行星做圆周运动的向心力
B、行星受到太阳的引力，但行星运动不需要向心力
C、行星同时受到太阳的引力和向心力的作用 D、行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等
4、如果要验证太阳与行星之间引力的规律是否适用于行星与它的卫星，需要观测卫星的( )
A.质量 B.运动周期 C.轨道半径 D.半径
5.把行星运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝kr3，则可推得（ ）
A.行星受太阳的引力为 B.行星受太阳的引力都相同
C.行星受太阳的引力 D.质量越大的行星受太阳的引力一定越大
6、地球的实际运动为椭圆,那么,在近日点A，行星所受太阳的引力比它转动所需要的向心力大还是小？远日点B呢？
7、请你运用已有知识，分析开普勒第二定律所描述的，地球在椭圆轨道上运动经过A、B两个位置时，运动快慢变化的原因。
8、太阳的质量为M，一个绕它做匀速圆周运动的行星的轨道半径为r，周期是T，试用两种方法求出行星在轨道上的向心加速度。
9、火星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，火星与太阳间的引力提供火星运动的向心力。已知火星运行的轨道半径为r，运行的周期为T，引力常量为G，试写出太阳质量M的表达式。