2021学年1.行星的运动学案设计

这是一份2021学年1.行星的运动学案设计，共3页。学案主要包含了学习目标，重点难点，学法指导，知识链接，学习过程，训练测试，参考答案，学习反思等内容，欢迎下载使用。


【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，了解牛顿定律在推导过程中的作用。
4．领会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法。
【重点难点】
太阳与行星间引力表达式的推导过程
【学法指导】
认真阅读教材，体会太阳和行星间引力表达式的推导过程，领略科学推理的奥妙
【知识链接】
1．开普勒第一定律——轨道定律：所有行星都在_______轨道上绕太阳运动，太阳处在椭圆的一个________上；
2．开普勒第二定律——面积定律：对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的_______；
3．开普勒第三定律——周期定律：所有行星的轨道的_________的三次方跟公转______的二次方的比值都相等，表达式为_______________
【学习过程】
一、对太阳与行星间引力的探究
1．问题的提出：开普勒发现行星运动规律后，人们开始更深入的思考，是什么原因使行星绕太阳运动呢？
2．猜想与假设：
（1）伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
（2）开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用。
（3）笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太）作用在行星上，使得行星绕太阳运动。
（4）胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道上也成立。
（5）牛顿：在前人的基础上，证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
3．简化模型：将行星轨道按照____来处理，所有行星都在做匀速圆周运动。
4．演绎与推理：
师生补记
（1）根据牛顿第二定律和开普勒行星运动定律，推出太阳对行星的引力
推导：______________________________________________________________
____________________________________________________________________
（2）根据牛顿第三定律，推出行星对太阳的引力
（3）得出结论：根据行星与太阳地位的“平等性”，得太阳与行星之间的引力应满足。写成等式，即________，G为_______系数，与太阳、行星_______。
5．得出结论：太阳与行星间引力的大小为____________，方向沿二者的_________。
探究思考1：我们已经推得了，这个规律就是万有引力定律吗？______
原因是：_______________________________________________________
探究思考2：教材39页问题与练习2题
无法在实验室得到的规律是：__________，它是怎么得到的？__________________
二、行星的线速度v、角速度、周期T、向心加速度a与轨道半径r的关系
根据和可得 _______，结论：轨道半径r越大，________根据和可得 ______，结论：轨道半径r越大，________
同理，根据_______和______可得 ______，结论：轨道半径r越大，___________
同理，根据_______和______可得 _______，结论：轨道半径r越大，_________
可见，有了太阳与行星间的引力公式，我们就可以从动力学的角度研究行星的运动规律，比开普勒行星运动定律更进了一步！！这就是学习这节课的意义所在。
【训练测试】
1．某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/3则此卫星运行的周期大约是：（ ）
A．1－4天之间 B．4－8天之间 C．8－16天之间 D．16－20天之间
2．两行星运行周期之比为1：2，其运行轨道的半长轴之比为：（ ）
A．1/2 B． C． D．
3．地球到太阳的距离是水星到太阳距离的2.6倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比是多少？（设地球和水星绕太阳运转的轨道是圆轨道）
4．关于日心说被人们所接受的原因是（ ）
A．以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题
B．以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星的运动的描述也变得简单了
C．地球是围绕太阳转的
D．太阳总是从东面升起从西面落下
5．考察太阳M的卫星甲和地球m(mA．r1>r2 B．r16．设月球绕地球运动的周期为27天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比r/R为 ( )
A．1/3 B．1/9 C．1/27 D．1/18
【参考答案】
1．B 2．C 3．0.62 4．AB 5．D 6．B
【学习反思】
教材是怎样推导出太阳对行星的引力的？如何推导行星对太阳的引力的？