2020年高中物理配套导学案：6.2《太阳与行星间的引力》3(人教版必修2).docx

第2节 太阳与行星间的引力
【学习目标】
1. 知道行星绕太阳运动的缘由.。
2. 理解引力公式的含义并会推导平方反比规律。
2. 了解行星与太阳间的引力公式的建立和进展过程。
3. 能依据开普勒行星运动定律和牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力表达式。
【重点难点】
1.领悟将不易测量的物理量转化为易测量的物理量的方法.
2.知道牛顿第三定律在推导太阳与行星间引力时的作用..
3.探究引力方向和表达式的过程.
【学问链接】
1.牛顿的思考与推论
（1）以任何方式转变 （包括其方向）都需要
（2）牛顿认为，使行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的 这个 应当就是太阳对它的 。
2.太阳对行星的引力
（1）行星绕太阳做近似匀速圆周运动时，需要的向心力是由 供应的，设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力F= .
（2）天文观测可得到行星公转的周期T，行星运行的速度v和周期T之间的关系为 .
（3）将v=代入F=得F=，再由开普勒第三定律T 2=消去T得 .因而可以说F与成正比.即太阳对不同行星的引力与行星的 成正比，与行星和太阳间距离的 成反比.
3.行星对太阳的引力
依据牛顿第三定律，可知太阳吸引行星的同时，行星也吸引太阳，由此可得行星对太阳的引力F′应当与太阳质量M成 ，与行星和太阳间距离的 成反比.
4.太阳与行星间的引力
综上可以得到太阳与行星间的引力表达式 ，式中G是比例系数，与 、 都没有关系.
【问题探究】
我们知道各行星绕太阳做椭圆运动，而且全部行星的轨道的半长轴的立方与它的公转周期的平方的比值均相等，均等于一个常数k。那么这个常数k与什么有关呢？我们可以做一个近似处理，把轨道近似为圆周运动，即行星绕太阳做匀速圆周运动，那么，半长轴与半短轴均等于圆周的半径，请同学们探究此k值与什么有关。

【课堂练习】
1、两个行星的质量分别为m1、m2，绕太阳的轨道半径是r1和r 2，若它们只受太阳引力作用，那么它们与太阳之间引力之比为 ，它们的公转周期之比为 .
2、请同学们针对教材第38页“说一说”，谈一下自己的看法。

【课后练习】
1.太阳与行星间的引力大小为F=G，其中G为比例系数，由此关系式可知G的单位是 （ ）A.N·m 2/kg2 B.N·kg2/m2
C.m3/kg·s2 D.kg·m/s2
2.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，与行星距太阳的距离成反比
3.由F=G可知，太阳与行星之间的引力与 成正比，与 成反比，G是与 均无关的常数.
4.两个行星的质量分别是m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，假如它们只受到太阳引力的作用，那么，这两个行星的向心加速度之比为 .
5.（测试易忽视点） 已知地球半径为R，质量为M，自转周期为T.一个质量为m的物体放在赤道处的海平面上，则物体受到的万有引力F= ，重力G= .
6.把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星 （ ）
A.周期越小 B.线速度越小
C.角速度越小 D.加速度越小
7.一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，在由近日点运动到远日点的过程中，以下说法中正确的是 （ ）
A.行星的加速度渐渐减小
B.行星的动能渐渐减小
C.行星与太阳间的引力势能渐渐减小
D.行星与太阳间的引力势能跟动能的和保持不变

《太阳与行星间的引力》导学案答案
【学问链接】
1. 速度 ， 力 ，力 ，力，引力。
2.太阳对行星的引力 m v= F=4π2k· 质量 二次方
3.正比 二次方
4.F=G 太阳 行星

【问题探究】

【课堂练习】
1、
2、解答： 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，我们需要观测这些卫星与行星间的中心距离、运行周期；这些数据可求出向心加速度，应遵守a1∶a2=r22∶r12.
【课后练习】
1.AC 2.A
3.太阳的质量、行星的质量 两者距离的二次方 太阳、行星
4.r22/r12
5. -
6.BCD 7.ABD