物理②必修6.2《太陽與行星間的引力》教案

1、.6.2 太陽與行星間的引力教學目的一、知識與技能1理解太陽與行星間存在引力。2能根據開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力表達式。二、過程與方法1理解行星與太陽間的引力公式的建立和開展過程。2體會推導過程中的數量關系。三、情感、態(tài)度與價值觀理解太陽與行星間的引力關系，從而體會到大自然的奧秘。教學重點 對太陽與行星間引力的理解。教學難點 運用所學知識對太陽與行星間引力的推導。課時安排 1課時。教學過程一、導入新課老師活動：開普勒在前人的根底上，經過計算總結出了他的三條定律，請同學們回憶一下，三條定律的內容是什么？學生答復老師活動：開普勒第三定律適用于圓軌道時，是怎樣表述的？學

2、生答復老師活動：通過對開普勒定律的學習，知道了行星運動時所遵循的規(guī)律，即行星怎樣運動？那么行星為什么要做這樣的運動呢？二、新課教學 許多科學家都對運動的原因提出了各種猜測。牛頓在前人對慣性研究的根底上，認為：以任何方式改變速度包括方向都需要力。因此，使行星沿圓或橢圓運動，需要指向圓心或橢圓焦點的力，這個力應該是太陽對它的引力，所以，牛頓利用他的運動定律把行星的向心加速度與太陽對它的引力聯絡起來了。 一太陽對行星的引力老師活動：引導學生閱讀教材，出示提綱，讓學生在練習本上獨立推導：1. 行星繞太陽做勻速圓周運動，寫出行星需要的向心力表達式，并說明式中符號的物理意義。2. 行星運動的線速度v與周期

3、T的關系式如何？為何要消去v？寫出要消去v后的向心力表達式。3. 如何應用開普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？4. 寫出引力F與間隔 r的比例式，說明比例式的意義。老師活動：投影學生的推導過程，點評。師生交流討論或大膽猜測。明確：1既然把橢圓軌道簡化為圓形軌道，由第二定律：行星與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積，可知：行星做勻速圓周運動。2猜測：太陽對行星的引力，并且此引力等于行星做圓周運動所需要的向心力。3選擇，因為在日常生活中，行星繞太陽運動的線速度v、角速度不易觀測，但周期T比較容易觀測出來。4由開普勒第三定律可知，并且k是由中心天體的質量決定的。因此可對此式變形為。合作交

4、流根據對上述問題的探究，讓學生分組交流合作，推導出太陽對行星的引力的表達式。設行星的質量為m，行星到太陽的間隔 為r，公轉周期為T，根據牛頓第二定律可得太陽對行星的引力為：由開普勒第三定律可得T2=由得：即F42k 式說明：太陽對不同行星的引力，與行星的質量成正比，與行星和太陽間間隔 的二次方成反比。點評：通過對上述問題探究，使學生理解物理問題的一般處理方法：抓住主要矛盾，忽略次要因素，大膽進展科學猜測，體會科學研究方法對人們認識自然的重要作用。二行星對太陽的引力老師活動：行星對太陽的引力與太陽的質量M以及行星到太陽的間隔 r之間又有何關系？請在練習本上用學過的知識推導出來。學生活動：在練習本

5、上用牛頓第三定律推導行星對太陽的引力F與太陽的質量M以及行星到太陽的間隔 r之間的關系。老師活動：投影學生的推導過程，點評。學生考慮、歸納、代表發(fā)言。明確：1兩個物體間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上。2根據牛頓第三定律和太陽對行星的引力滿足的關系可知：行星對太陽的引力大小應該與太陽質量M成正比，與行星、太陽間隔 的二次方成反比，也就是。三太陽與行星間的引力老師活動：綜合以上推導過程，推導出太陽與行星間的引力與太陽質量、行星質量、以及兩者間隔 的關系式?？纯纯梢缘贸鍪裁唇Y論？學生活動：在練習本上推導出太陽與行星間的引力表達式。老師活動：投影學生的推導過程，點評。點評

6、：通過學生獨立推導，培養(yǎng)學生邏輯推理才能，同時讓學生感受探究新知的樂趣。老師活動：引導學生就教材“說一說欄目中的問題進展討論，總結、點評。對公式的說明：1公式說明，太陽與行星間的引力大小，與太陽的質量、行星的質量成正比，與兩者距離的二次方成反比。2式中G是比例系數，與太陽、行星都沒有關系。3太陽與行星間引力的方向沿著兩者的連線方向。4我們沿著牛頓的足跡，一直是在已有的觀測結果開普勒行星運動定律和理論引導牛頓運動定律下進展推測和分析，觀測結果僅對“行星繞太陽運動成立，這還不是萬有引力定律。三、課堂小結通過本節(jié)課的學習，我們理解了：1太陽對行星的引力大小與行星的質量成正比，與行星和太陽間間隔 的二

7、次方成反比。2行星對太陽的引力大小與太陽的質量M成正比，與太陽到行星的間隔 的二次方成反比。3太陽與行星間的引力與太陽的質量、行星的質量成正比，與兩者間隔 的平方成反比： 寫成等式。四、課堂訓練1.以下說法正確的選項是 。A.行星繞太陽的橢圓軌道可以近似地看作圓形軌道，其向心力來源于太陽對行星的引力 B.太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力，所以行星繞太陽運轉而不是太陽繞行星運轉C.太陽對行星的引力等于行星對太陽的引力，其方向一定在兩者的連線上 D.所有行星與太陽間的引力都相等2關于力學問題的研究方法，以下描繪正確的選項是 。A.行星與太陽間作用的規(guī)律，是根據物體的運動探究它受的力 B.平拋運

8、動的研究是根據物體的受力探究它的運動 C.圓周運動的研究是根據物體的運動探究它的力 D.圓周運動的研究是根據物體的受力探究它的運動3.假如認為行星圍繞太陽做勻速圓周運動，那么以下說法中正確的選項是 。A. 行星受到太陽的引力，提供行星做圓周運動的向心力B. 行星受到太陽的引力，但行星運動不需要向心力C. 行星同時受到太陽的引力和向心力的作用D. 行星受到太陽的引力與它運行的向心力可能不等4.假如要驗證太陽與行星之間引力的規(guī)律是否適用于行星與它的衛(wèi)星，需要觀測衛(wèi)星的 。A.質量 B.運動周期 C.軌道半徑 D.半徑5.把行星運動近似看作勻速圓周運動以后，開普勒第三定律可寫為T2kr3，那么可推得

9、 。A.行星受太陽的引力為 B.行星受太陽的引力都一樣C.行星受太陽的引力 D.質量越大的行星受太陽的引力一定越大6.關于太陽與行星間的引力，以下說法中正確的選項是 。A太陽對行星的引力與行星對太陽的引力是一對平衡力B太陽對行星的引力與行星對太陽的引力是作用力與反作用力的關系C太陽與行星間的引力大小與太陽的質量、行星的質量成正比，與兩者間隔 的平方成反比D以上說法均不對7.兩顆做勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星，它們的角速度和線速度分別為1、2和v1、v2。假如它們的軌道半徑之比r1r2=12，那么以下式子正確的選項是 。A.121 B.12=21 C.v1v21 D.v1v2=18.兩個行星的質量分別為