《2020-2021學年高一下學期物理人教版必修二第六章第二節(jié)太陽與行星間的引力教案.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020-2021學年高一下學期物理人教版必修二第六章第二節(jié)太陽與行星間的引力教案.doc（5頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、 太陽與行星間的引力知識與技能過程與方法情感、態(tài)度與價值觀1理解太陽與行星間存在引力。2能根據(jù)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。通過推導太陽與行星間的引力公式，體會邏輯推理在物理學中的重要性。感受太陽與行星間的引力關(guān)系，從而體會大自然的奧秘。教材分析教學重點教學難點教學方法教學工具據(jù)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公式太陽與行星間的引力公式的推導教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果計算機、投影儀等多媒體教學設(shè)備復(fù)習提問教師提問學生回答開普勒在前人的基礎(chǔ)上，經(jīng)過計算總結(jié)出了他的三條定律，請同學們回憶一下，三條定律的內(nèi)容是什么

2、？第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積。第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即：比值k是一個與行星無關(guān)的常量。開普勒第三定律適用于圓軌道時，是怎樣表述的？對某一行星來說，它繞太陽作勻速圓周運動，其軌道半徑的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。【教學目標】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？今天我們共同來學習、探討這一問題?！窘虒W過程】一、太陽對行星的引力1情景：如果行星的運動軌道是圓，則行

3、星將作勻速圓周運動。根據(jù)勻速圓周運動的條件可知，行星必然要受到一個引力。牛頓認為這是太陽對行星的引力，那么，太陽對行星的引力F提供行星作勻速圓周運動所需的向心力。2問題：（1）行星繞太陽作勻速圓周運動，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T的關(guān)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(yīng)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與距離r的比例式，說明比例式的意義。3推導：向心力公式可得， 由 代入上式可得再由開普勒定律得到 4結(jié)論：太陽對行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比。即：

4、F二、行星對太陽的引力1提出問題：行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量M以及行星到太陽的距離r之間又有何關(guān)系？（1）由牛頓根據(jù)其第三定律：太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是同性質(zhì)的作用力，且大小相等。（2）太陽對行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比。反過來，行星對太陽的引力也應(yīng)與之間的距離的平方成反比，與太陽的質(zhì)量成正比。2結(jié)論：行星對太陽的引力與行星到太陽的距離的平方成正比，與太陽的質(zhì)量成正比，三、太陽與行星間的引力1問題：太陽和行星之間的引力到底是什么？2推證： 太陽和星星之間的引力從上面的分析可以看出，不論太陽對行星還是行星對太陽，利是相互的，大小相等。都與星球的質(zhì)量

5、成正比，與它們之間的距離的平方成反比。所以，這個力與兩個天體的質(zhì)量成正比，與它們之間的距離的平方成反比，那么可以寫為F進而得出：F3結(jié)論：（1）內(nèi)容：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。（2）公式：F4引伸：（1）是比例系數(shù)，與行星和太陽的質(zhì)量無關(guān)；（2）太陽與行星間的引力定律，也適用于地球與衛(wèi)星間的引力；（3）該引力定律適用于一切有質(zhì)量的兩個物體之間。能力創(chuàng)新思維例1火星繞太陽的運動可看作勻速圓周運動，火星與太陽間的引力提供火星運動的向心力。已知火星運行的軌道半徑為r，運行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽質(zhì)量M的表達式。解析：火星與太陽間的引力表達

6、式為，式中G為引力常量，M為太陽質(zhì)量，m為火星質(zhì)量， r為軌道半徑。設(shè)火星運動的線速度為v，由F提供火星運動的向心力，有由線速度和周期的關(guān)系，得太陽質(zhì)量 點撥：它們間的引力提供火星做圓周運動的向心力，由牛頓定律既可得出。例2關(guān)于太陽對行星的引力，下列說法中正確的是（ ）A太陽對行星的引力提供行星做勻速圓周運動的向心力，因此有，由此可知，太陽對行星的引力F引與太陽到行星的距離r成反比B太陽對行星的引力提供行星繞太陽運動的向心力，因此有，由此可知，太陽對行星的引力F引與行星運動速度平方成正比C太陽對不同行星的引力，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以上說法均不對解析：由向心力

7、表達式Fmv2/r和v與T的關(guān)系式v=2r/T得F42mr/T2 根據(jù)開普勒第三定律r3/T2=k變形得T2r3/k 聯(lián)立有F42km/r2故太陽對不同行星的引力，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。點撥：這是一道研究太陽對行星引力大小與什么量有關(guān)的問題，解決此問題時應(yīng)找出各量的關(guān)系，通過推導得到最后表達式，才能得到正確的結(jié)論。例3地球赤道上的物體重力加速度為g，物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a，要使赤道上的物體“飄”起來，則地球的轉(zhuǎn)速應(yīng)為原來的多少倍？解析：赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)時的向心力是萬有引力和支持力的合力提供，即： 其中N=mg 要使赤道上的物體飄起來，即變?yōu)榻匦l(wèi)星，應(yīng)有N=0，于是： 由、得：點撥：當物體飄起來時，它與地面間的作用力為零，是地球?qū)λ囊μ峁┧鰣A周運動的向心力?！窘滩姆治觥窟@節(jié)課主要推導了行星與太陽之間的引力表達式，讓學生體會牛頓在前人工作的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學能力證明萬有引力的一般規(guī)律的思路與方法。這節(jié)課的主要思路是：由圓周運動和開普勒運動定律的知識，得出行星和太陽之間的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也應(yīng)與太陽的質(zhì)量成正比。