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2019-2020年高一物理《太陽與行星間的引力》教學(xué)設(shè)計(jì)教案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 明確太陽對(duì)行星的引力，行星對(duì)太陽的引力及太陽與行星間引力的特點(diǎn)。 2. 明確 與或的區(qū)別及聯(lián)系。 【知識(shí)梳理】 1.太陽對(duì)行星的引力 （1）行星繞太陽做近似勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要的向心力由__________提供的。 （2）向心力的基本公式_______________。 （3）周期表示的向心力公式______________。 （4）代入開普勒第三定律后的表達(dá)式為____________________。 （5）太陽對(duì)行星的引力與__________成正比，與__________成反比；對(duì)任何行星都成立的關(guān)系式應(yīng)為__________。 2.行星對(duì)太陽的引力 根據(jù)牛頓第三定律，可知太陽吸引行星的同時(shí)，行星也吸引太陽，由此可得行星吸引太陽的力的表達(dá)式應(yīng)為__________。 3.太陽與行星間的吸引力 （1）概括太陽與行星間的相互引力大小可知，太陽與行星間的引力的大小與__________、__________成正比，與__________成反比，即表達(dá)式為__________，相互引力的方向沿著__________。 （2）要驗(yàn)證太陽與行星之間引力的規(guī)律是否適用于行星對(duì)它的衛(wèi)星，需要觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)是__________，這些數(shù)據(jù)的規(guī)律有可能是__________。 【小試身手】 1.下面關(guān)于太陽對(duì)行星的引力說法中正確的是（ ） A．太陽對(duì)行星的引力等于行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 B．太陽對(duì)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反比 C．太陽對(duì)行星的引力是由實(shí)驗(yàn)得出的 D．太陽對(duì)行星的引力規(guī)律是由開普勒行星運(yùn)行定律和行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來的 2.下列關(guān)于行星對(duì)太陽的引力的說法中正確的是（ ） A．行星對(duì)太陽的引力與太陽對(duì)行星的引力是同一性質(zhì)的力 B．行星對(duì)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(duì)行星的引力大于行星對(duì)太陽的引力 D．行星對(duì)太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星距太陽的距離成反比 3.下列說法正確的是（ ） A．在探究太陽對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí)，我們引用了公式，這個(gè)關(guān)系式實(shí)際上是牛頓第二定律，是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的 B．在探究太陽對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí)，我們引用了公式，這個(gè)關(guān)系式實(shí)際上是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)公式，它是由速度的定義式得來的 C．在探究太陽對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí)，我們引用了公式，這個(gè)關(guān)系式是開普勒第三定律，是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到證明的 D．在探究太陽對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí)，使用的三個(gè)公式，都是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到證明的 4. 把行星運(yùn)動(dòng)近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)以后，開普勒第三定律可寫為T2＝kr3，則可推得（ ） A．行星受太陽的引力為 B．行星受太陽的引力都相同 C．行星受太陽的引力 D．質(zhì)量越大的行星受太陽的引力一定越大 【基礎(chǔ)訓(xùn)練】 例1 關(guān)于太陽對(duì)行星的引力，下列說法中正確的是（ ） A.太陽對(duì)行星的引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，因此有，由此可知，太陽對(duì)行星的引力F引與太陽到行星的距離r成反比 B.太陽對(duì)行星的引力提供行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心力，因此有，由此可知，太陽對(duì)行星的引力F引與行星運(yùn)動(dòng)速度平方成正比 C.太陽對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比 D.以上說法均不對(duì) 分析 這是一道研究太陽對(duì)行星引力大小與什么量有關(guān)的問題，解決此問題時(shí)應(yīng)找出各量的關(guān)系，通過推導(dǎo)得到最后表達(dá)式，才能得到正確的結(jié)論。 由向心力表達(dá)式F＝mv2/r和v與T的關(guān)系式v=2πr/T得F＝4π2mr/T2 ① 根據(jù)開普勒第三定律r3/T2=k變形得 T2＝r3/k ② 聯(lián)立①②有F＝4π2km/r2 故太陽對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間距離的二次方成反比。 5.關(guān)于太陽與行星間的引力，下列說法中正確的是（ ） A．太陽對(duì)行星的引力與行星對(duì)太陽的引力是一對(duì)平衡力 B．太陽對(duì)行星的引力與行星對(duì)太陽的引力是作用力與反作用力的關(guān)系 C．太陽與行星間的引力大小與太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量成正比，與兩者的距離的平方成反比 D．以上說法均不對(duì) 6.根據(jù)開普勒定律，我們可以推出的正確結(jié)論有（ ） A．人造地球衛(wèi)星的軌道都是橢圓，地球在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上 B．衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，速率越小 C．衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，周期越大 D．同一衛(wèi)星繞不同的行星運(yùn)行，的值都相同 7.“我們說八大行星在太陽對(duì)它們的引力作用下繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，而八大行星各自對(duì)太陽的引力很小可以忽略不計(jì)”。這種說法正確嗎？為什么？ 8.兩個(gè)行星的質(zhì)量分別為m1和m2,繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為r1和r2,求： （1）它們與太陽間的引力之比； （2）它們的公轉(zhuǎn)周期之比。 【名師小結(jié)】 1. 太陽對(duì)行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間距離的二次方成反比。 2. 行星對(duì)太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量M成正比，與太陽到行星的距離的二次方成反比。 3. 太陽與行星間的引力與太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量成正比，與兩者距離的平方成反比：。 答案 第二節(jié) 太陽系行星間的引力 題號(hào) 1 2 3 4 5 答案 AD A AB AC BC 題號(hào) 6 7 8 答案 ABC 不對(duì) （1） （2） 詳解： 7．答：不對(duì)。根據(jù)牛頓第三定律，九大行星各自對(duì)太陽的引力與太陽對(duì)九大行星的引力相等，不能忽略。