6.2 太阳与行星间的引力 导学案
【考点要求】万有引力定律（II） 【教学目标】
1.知道行星绕太阳运动的原因,知道太阳与行星间存在着引力作用。 2.知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源。
3.知道太阳与行星间引力的方向和表达式,知道牛顿运动定律在推导太阳与行星间引力时的作用。
4.体会将不易测量的物理量转化为易测量的物理量的方法。
(阅读教材P36-38，不看不做)
1.太阳对行星的引力
(1)根据开普勒行星运动定律的近似处理方法知,行星以太阳为圆心做 运动,太阳对行星的 提供向心力。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)结合开普勒第三定律公式 ,可得F= ,由该公式可知,太阳对行星的引力与 成正比,与 成反比,即F∝ 。
(4)根据牛顿第三定律,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与太阳的质量M成 ,与行星和太阳间距离的二次方成 ,即F'∝ 。
2.太阳与行星间的万有引力
太阳与行星间引力的大小与太阳质量和行星质量的 成正比,与两者距离的二次方成反比,即F= ,G为比例系数,其大小与太阳和行星的质量 ,引力的方向沿着二者的连线。
主题1:追寻牛顿的足迹
情景:开普勒行星运动定律揭示了行星的运动规律,回答了人们千百年来一直追寻的 “行
1
星怎样运动”的问题。然而好奇的人们,却并不满足,他们面向天穹,深情地叩问:行星为什么要这样运动?是什么力量支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢?
问题:阅读教材中的相关内容,回答下列问题。 (1)前人关于行星绕太阳运动原因的猜想有哪些?
(2)在解释行星绕太阳运动的原因这一问题上,牛顿是如何猜想的?你认为牛顿成功的关键是什么?
主题2:探究太阳和行星间的引力
问题:阅读教材中的相关内容,回答下列问题。
(1)行星绕太阳运动的轨迹是椭圆,本节乃至本章均把行星的运动看作匀速圆周运动,这样做是不是违背了客观事实?谈谈你的看法。
(2)如果设行星的质量为m,速度为v,运行周期为T,行星到太阳的距离为r,则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力可以怎样表示?
v24?22
(3)向心力公式有多个,如F=m、F=mrω、F=m2r,我们选择哪个公式探究太阳对行
rT星的引力?
4?2(4)根据F=m2r可以得到F∝r,你觉得这个结论正确吗?为什么?如何寻找F跟r的关系?
T你可以得到什么结论?
2
(5)太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是不是同一性质的力?你可以得到什么结论?
3
人教版高中物理必修二学案+达标过关：6.2太阳与行星间的引力
