太陽(yáng)與行星間的引力【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因,知道太陽(yáng)與行星間存在著引力作用。2.知道行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源。3.知道太陽(yáng)與行星間引力的方向和表達(dá)式,知道牛頓運(yùn)動(dòng)定律在推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間引力時(shí)的作用。4.體會(huì)將不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化為易測(cè)量的物理量的方法。知識(shí)梳理1.太陽(yáng)對(duì)行星的引力(1)根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的近似處理方法知,行星以太陽(yáng)為圓心做運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)對(duì)行星的提供向心力。設(shè)行星的質(zhì)量為m,速度為v,行星到太陽(yáng)的距離為r,則行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力F=。(2)天文觀測(cè)可得到行星公轉(zhuǎn)的周期T,行星運(yùn)行的速度v和周期T之間的關(guān)系為。

(3)結(jié)合開(kāi)普勒第三定律公式,可得F=,由該公式可知,太陽(yáng)對(duì)行星的引力與成正比,與成反比,即F∝。(4)根據(jù)牛頓第三定律,可知太陽(yáng)吸引行星的同時(shí),行星也吸引太陽(yáng),由此可得行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量M成,與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成,即F'∝。

2.太陽(yáng)與行星間的萬(wàn)有引力太陽(yáng)與行星間引力的大小與太陽(yáng)質(zhì)量和行星質(zhì)量的成正比,與兩者距離的二次方成反比,即F=,G為比例系數(shù),其大小與太陽(yáng)和行星的質(zhì)量,引力的方向沿著二者的連線(xiàn)。重點(diǎn)難點(diǎn)探究主題1:追尋牛頓的足跡情景:開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律揭示了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,回答了人們千百年來(lái)一直追尋的“行星怎樣運(yùn)動(dòng)”的問(wèn)題。然而好奇的人們,卻并不滿(mǎn)足,他們面向天穹,深情地叩問(wèn):行星為什么要這樣運(yùn)動(dòng)?是什么力量支配著行星繞著太陽(yáng)做如此和諧而有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)呢?問(wèn)題:閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容,回答下列問(wèn)題。(1)前人關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)原因的猜想有哪些?(2)在解釋行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因這一問(wèn)題上,牛頓是如何猜想的?你認(rèn)為牛頓成功的關(guān)鍵是什么?主題2:探究太陽(yáng)和行星間的引力問(wèn)題:閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容,回答下列問(wèn)題。(1)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓,本節(jié)乃至本章均把行星的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),這樣做是不是違背了客觀事實(shí)?談?wù)勀愕目捶ā?2)如果設(shè)行星的質(zhì)量為m,速度為v,運(yùn)行周期為T(mén),行星到太陽(yáng)的距離為r,則行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可以怎樣表示?(3)向心力公式有多個(gè),如F=m、F=mrω2、F=mr,我們選擇哪個(gè)公式探究太陽(yáng)對(duì)行星的引力?(4)根據(jù)F=mr可以得到F∝r,你覺(jué)得這個(gè)結(jié)論正確嗎?為什么?如何尋找F跟r的關(guān)系?你可以得到什么結(jié)論?(5)太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星對(duì)太陽(yáng)的引力是不是同一性質(zhì)的力?你可以得到什么結(jié)論?課堂檢測(cè)1.下列關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力的說(shuō)法正確的是()A.太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)間的距離成正比C.太陽(yáng)對(duì)行星的引力是由實(shí)驗(yàn)得出的D.太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由開(kāi)普勒定律和行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的2.地球與物體間的萬(wàn)有引力可以認(rèn)為在數(shù)值上等于物體的重力,那么在6400km的高空,物體的重力與它在地面上的重力之比為()∶1∶2∶4∶13.下列關(guān)于行星對(duì)太陽(yáng)的引力的說(shuō)法正確的是()A.行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)對(duì)行星的引力是同一性質(zhì)的力B.行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比,與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)C.太陽(yáng)對(duì)行星的引力遠(yuǎn)大于行星對(duì)太陽(yáng)的引力D.行星對(duì)太陽(yáng)的引力大小與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比,與它們之間的距離成反比4.關(guān)于對(duì)行星與太陽(yáng)的引力公式F=中G的理解正確的是()A.公式中比例系數(shù)G,與行星質(zhì)量有關(guān),與太