人教版 (新课标)必修22.太阳与行星间的引力学案设计

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 6.2 《太阳与行星间的引力》导学案 【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_______；[来源:Z&xx&k.Com]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：（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，___________[来源:学科网ZXXK]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）[来源:学科网] 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[来源:Z#xx#k.Com]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(m<M)的卫星乙，甲到太阳中心的距离为r1，乙到地球中心的距离为r2，若甲和乙的周期相同，则：A．r1>r2　　　B．r1<r2 　C．r1=r2　　　　　D．无法比较6．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[来源:学,科,网] 【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？