太阳与行星间的引力
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文档简介
6.2 太阳与行星间的引力
学习目标：
1. 理解太阳与行星之间存在引力 2. 能根据开普勒行星运动定律、牛顿运动定律、圆周运动对到处太阳与行星间的引 力表达式，并理解其推导过程
教学重点：掌握表达式的推导过程，体会逻辑推理在物理学中的重要性
教学难点：引力公式的推导过程
教思过程：
知识回顾：1、开普勒行星运动定律的内容是什么？
2、开普勒第三定律用于圆轨道时，是怎么表述的？
现在我们都知道，地球等行星都在围绕太阳做圆周运动，行星为什么要做这样的运动？
二、新课教学
追寻科学的足迹
伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动
开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用
笛卡尔：在行星的周围有旋转的物质（以太）作用在行星上，使得行星绕太阳运动
胡克、哈雷等：受到了太阳的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，它所受的引力的大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道也成立。
牛顿：在前人研究的基础之上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力和距离的二次方成反比，则行星的轨道是椭圆，并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
追寻牛顿的足迹（合上课本，独立完成以下内容）
1、太阳对行星的引力
（1）行星绕太阳做近似匀速圆周运动时，需要的向心力由 来提供。 （2）向心力的基本公式F=____________（用v表示） （3）天文观测难以直接得到v，但可以得到行星公转周期T，它们的关系是v=
用T替代v，向心力公式可表达为F= （4）开普勒第三定律表达式是
（5）因为不同行星的T不同，所以F的表达式中不应出现T，想办法消去。把开普勒第三定律变形为T2= ，代入F表达式中得到 F=
（6）在上式中，不同行星除了 、 以外，都是常量，对任何行星来说都是相同的。所以我们可以说
太阳对不同行星的引力F与 成正比，与 成反比；对任何行星都成立的关系式应为 ∝ 。 2、行星对太阳的引力 上式中m是行星质量，是受力物体。从太阳和行星间的相互作用的角度来说，两者的地位是相同的，可知太阳吸引行星的同时，行星也吸引太阳（即牛顿第三定律），太阳也是受力物体。设太阳质量为M，由此可得行星吸引太阳的力的表达式应为 ∝ 。 3、太阳与行星间的吸引力
以上两个力是作用力和反作用力，大小 ，所以我们可以概括为
太阳与行星间的相互引力大小与 、 成正比，与
成反比，即表达式为 ∝ ，乘以比例系数G就可写成等式为F= ，G与太阳、行星都 （有或没有）关系。相互引力的方向沿着__________。 小组思考讨论：
（1）以上规律就是“万有引力定律”吗？
（2）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，除了要假设卫星轨道是圆形外，还需要观测的数据是 ，这些数据的规律有可能是 。
课堂练习：
1.下面关于太阳对行星的引力说法中正确的是（ ） A．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力 B．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比 C．太阳对行星的引力是由实验得出的 D．太阳对行星的引力规律是由开普勒行星运行定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的 2.下列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.关于太阳对行星的引力，下列说法中正确的是（ ） A.太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力，因此有，由此可知，太阳对行星的引力F引与太阳到行星的距离r成反比 B.太阳对行星的引力提供行星绕太阳运动的向心力，因此有，由此可知，太阳对行星的引力F引与行星运动速度平方成正比 C.太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比 D.以上说法均不对
作业：课后练习 创新设计
学习目标：
1. 理解太阳与行星之间存在引力 2. 能根据开普勒行星运动定律、牛顿运动定律、圆周运动对到处太阳与行星间的引 力表达式，并理解其推导过程
教学重点：掌握表达式的推导过程，体会逻辑推理在物理学中的重要性
教学难点：引力公式的推导过程
教思过程：
知识回顾：1、开普勒行星运动定律的内容是什么？
2、开普勒第三定律用于圆轨道时，是怎么表述的？
现在我们都知道，地球等行星都在围绕太阳做圆周运动，行星为什么要做这样的运动？
二、新课教学
追寻科学的足迹
伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动
开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用
笛卡尔：在行星的周围有旋转的物质（以太）作用在行星上，使得行星绕太阳运动
胡克、哈雷等：受到了太阳的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，它所受的引力的大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道也成立。
牛顿：在前人研究的基础之上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力和距离的二次方成反比，则行星的轨道是椭圆，并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
追寻牛顿的足迹（合上课本，独立完成以下内容）
1、太阳对行星的引力
（1）行星绕太阳做近似匀速圆周运动时，需要的向心力由 来提供。 （2）向心力的基本公式F=____________（用v表示） （3）天文观测难以直接得到v，但可以得到行星公转周期T，它们的关系是v=
用T替代v，向心力公式可表达为F= （4）开普勒第三定律表达式是
（5）因为不同行星的T不同，所以F的表达式中不应出现T，想办法消去。把开普勒第三定律变形为T2= ，代入F表达式中得到 F=
（6）在上式中，不同行星除了 、 以外，都是常量，对任何行星来说都是相同的。所以我们可以说
太阳对不同行星的引力F与 成正比，与 成反比；对任何行星都成立的关系式应为 ∝ 。 2、行星对太阳的引力 上式中m是行星质量，是受力物体。从太阳和行星间的相互作用的角度来说，两者的地位是相同的，可知太阳吸引行星的同时，行星也吸引太阳（即牛顿第三定律），太阳也是受力物体。设太阳质量为M，由此可得行星吸引太阳的力的表达式应为 ∝ 。 3、太阳与行星间的吸引力
以上两个力是作用力和反作用力，大小 ，所以我们可以概括为
太阳与行星间的相互引力大小与 、 成正比，与
成反比，即表达式为 ∝ ，乘以比例系数G就可写成等式为F= ，G与太阳、行星都 （有或没有）关系。相互引力的方向沿着__________。 小组思考讨论：
（1）以上规律就是“万有引力定律”吗？
（2）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，除了要假设卫星轨道是圆形外，还需要观测的数据是 ，这些数据的规律有可能是 。
课堂练习：
1.下面关于太阳对行星的引力说法中正确的是（ ） A．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力 B．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比 C．太阳对行星的引力是由实验得出的 D．太阳对行星的引力规律是由开普勒行星运行定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的 2.下列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.关于太阳对行星的引力，下列说法中正确的是（ ） A.太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力，因此有，由此可知，太阳对行星的引力F引与太阳到行星的距离r成反比 B.太阳对行星的引力提供行星绕太阳运动的向心力，因此有，由此可知，太阳对行星的引力F引与行星运动速度平方成正比 C.太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比 D.以上说法均不对
作业：课后练习 创新设计