云南省陇川县第一中学高一物理(必修二)教案6.2《太阳与行星间的引力》6.3《万有引力定律》人教版

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人教版高中物理必修二62 太阳与行星间的引力 教案设计

人教版高中物理必修二62 太阳与行星间的引力 教案设计

人教版高中物理必修二6.2-太阳与行星间的引力-教案设计4/ 1-教案设计人教版高中物理必修二6.2-太阳与行星间的引力课前预学阅读课本内容,体验探究过程:.上一节从运动学的角度描述了行星运动的规律:开普勒三定1律行星为什么会做这样的运动?提出问题:从动力学的角度来看,猜想与假设:简化模型:演绎与推理:.复习力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念,2完成天上与地上的联系,为推理打基础行星以太阳为圆心做匀速,设,这个力应该是来自于圆周运动需要__________教则行星绕太,行星到太阳的距离为r,行星质量为m,线速度为v学若行星绕太阳运动。

=__________阳做匀速圆周运动的向心力F n还可以表示F_________,所以v与T的关系是则的周期为T,n过__________。

为程一、导入新课上一节从运动学的角度描述了行星运动的规律:提教师活动:1.问开普勒三定律的内容。

年发表了行星运动的三个定律,解决和16192.开普勒在1609深情地叩问:但好奇的人们,面向天穹,了描述行星运动的问题,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?二、进行新课行星为什么会做.从动力学的角度来看,1 这样的运动?1)设置情境:(进一步体,用线拉小球作为道具教师活动:验曲线运动的受力要求同学回答:线的拉力提供向心力。

假设未知数2)提供地球绕太阳运动的情景,(教师提示:从地上到宇宙,要改变任何物体的运动速度(包括改变速度的方向)都需要力,使行星烟圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点这个力应该是来自于太阳的引力。

的力,引导看书:伽俐略、胡克、哈雷等(3)科学家研究太阳对行星引力所做出的贡献.行星受到的引力究竟跟哪些因素有2 关?T(1)教师布置:结合第一个模型,若已知圆周运动周期为,定量推导拉力的大小。

=FF)讨论得出:向心力的来源2(向2?4r?mF从运动的角度2T明确表达式中各物理量的含义:4/ 2人教版高中物理必修二6.2-太阳与行星间的引力-教案设计4/ 3人教版高中物理必修二6.2-太阳与行星间的引力-教案设计4/ 4。

人教版物理必修二第二节《太阳与行星间的引力》说课稿

人教版物理必修二第二节《太阳与行星间的引力》说课稿

6.2-太阳与行星间的引力-教学反思我今天说课的题目是《太阳与行星间的引力》。

一、教材反思本节课是人教版必修二第六章第二节内容。

本节从动力学的角度研究行星的运动,通过牛顿运动定律和开普勒第三定律进行演绎推理得出太阳与行星间引力。

比较新旧教材,在旧教材行星运动规律和万有引力运动定律之间增加了本节内容。

这符合新课程标准的要求,在教学过程注重提高全体学生的科学素养。

从行星的运动规律到万有引力的建立过程,是很好的科学探究的教育素材。

本节内容的安排,更好的再现了万有引力定律的发现过程,体现牛顿发现万有引力的科学足迹。

二、学生反思1.学生已有学科知识反思反思高一学生已经学习了牛顿的三大定律,学习了圆周运动的知识,又学习了开普勒三大定律。

理论上已经具备了接受万有引力定律的能力。

2.反思学生能力反思从心理学的角度反思高一学生已经具备一般的能力,具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力,但其创造能力还比较欠缺。

在学习过程中就有一定的优势和劣势。

劣势是对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱;在学习过程中对知识点的把握还不是很准确,数学的推理能力较弱。

优势但学生对感性材料的认知能力较强,接受新知识的能力也很强。

在教学过程中应注意引导学生从定性反思到定量反思、从形象思维到抽象思维、从简单的逻辑思维到复杂的反思推理的过渡。

3.学生所处环境、自身素质反思一方面我国在航天事业上的突破(成功发射了神州系列宇宙飞船)、太阳系新行星的发现的报道等极大的激发了学生学习有关宇宙、航天、卫星知识的兴趣。

但另一方面学生已有的有关宇宙、航天、卫星的知识仅局限于认知阶段,对于它们的规律知之甚少,甚至于存在错误的概念。

所以对学习本课内容学生的愿望是迫切的,积极性很高。

三,教学目标设定a)知识与技能(一)理解一切行星的运动是因为太阳对行星存在引力作用。

了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的过程。

(二)通过开普勒第三定律和牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力与它们的质量乘积成正比,与距离的二次方成反比。

高中物理必修二教案-6.2太阳与行星间的引力9-人教版

高中物理必修二教案-6.2太阳与行星间的引力9-人教版

太阳与行星间的引力教学设计6-2太阳与行星间的引力【教材分析】《太阳与行星间的引力》是高中物理必修二第六章的第2节内容。

本章作为圆周运动的一个应用实例,是对第五章《曲线运动》所涉及的基本概念和规律在理解和应用上的进一步加深。

本章的编写主要按以下线索展开:开普勒对行星运动学规律的描述为万有引力定律的发现奠定了基础——牛顿在前人的研究的基础上发现了万有引力定律——卡文迪许用实验较准确地测定了引力常量,使得万有引力定律有了更实际的应用——利用万有引力定律及有关的知识讨论天体和人造卫星的运动情况。

【学情分析】1.学生已有学科知识分析学生在必修1第四单元学习了牛顿的运动定律,熟练掌握牛顿第二定律和牛顿第三定律的应用;在必修2第五单元深入学习了物体做圆周运动的条件和向心力的计算公式;在本单元第一节通过开普勒三定律的学习,掌握了行星运动的规律,对天体运动的兴趣正浓。

理论上已经完全具备了接受万有引力定律的能力。

2. 学生能力分析高一学生数字计算能力较强,而进行公式推导的能力较弱;接受知识的能力较强,而创造能力比较欠缺。

3.学生所处环境我国在航天事业上的突破,极大的激发了学生学习有关宇宙、航天、卫星知识的兴趣。

而学生已有的有关宇宙、航天、卫星的知识仅局限于认知阶段,对于它们的规律知之甚少。

所以对学习本课内容学生的愿望是迫切的,积极性很高。

【教学目标】1、知识与技能:A. 理解一切行星的运动是因为太阳对行星存在引力的作用,了解关于解释行星绕太阳运动的不同观点和引力思想的形成过程。

B. 通过开普勒第三定律和牛顿运动定律,推导出太阳与行星之间的引力的关系。

2、过程与方法A. 通过推导太阳与行星之间的引力公式,体会逻辑推理在科学研究中的重要性。

B. 通过小组讨论,让学生尝试发表自己的见解,能与同组成员及组间成员进行交换意见,锻炼人际交往能力3、情感态度与价值观A. 让学生体会科学的进步是严谨的科学探究过程和大胆猜想的结合。

必修教材2第六章第2课时教案:太阳与行星间的引力

必修教材2第六章第2课时教案:太阳与行星间的引力

3、学生根据 牛顿第三定律推 导行星对太阳引
卢小柱个人电子教案(xzlu@)
人教版物理必修教材②
根据牛顿第三定律,太阳和行星之间的作用是一对相互作用力,由 此可知,行星对太阳的作用力 F’有(设太阳的质量为 M) F’
M r2 三、太阳与行星之间的引力
力的表达式
根据上面的推理过程可知: F
m r
2
, F’
Mm r2
m r2
4、根据上面 两个表达式导出 太阳与行星间的 引力表达式
得:F
写成等式有: F G
Mm
r2 其中 G 为常数,与太阳、行星都没有关系。
引力的方向沿着二者连线方向。 综合练习: 1、教材上课后的“问题与练习”第 1-4 题。 第一题:属于根据运动情况探究受力情况。 平抛运动属于根据受力情况探究运动情况。 圆周运动属于根据运动情况探究受力情况。 3、月球做圆周运动的向心加速度是地面上重力加速度的 1/3600。 m地m月 提示:月球绕地球运转有:G =m 月 a, (60R)2 m地m' 地面上的物体受重力作用有:G 2 =m'g R 两式相除得:a=g/3600 课堂总结: 1、太阳对行星引力公式的推导过程(牛顿第二定律) 2、行星对太阳引力公式的推导过程(牛顿第三定律) 3、太阳与行星之间的引力公式。 Mm F G 2 r 课后作业: 完成同步练习。 学生一起回顾本 节课的教学内容, 提炼主要的知识 点, 归纳解题方法 和注意事项等。 学生课堂完成教 材上课后练习, 然 后小组讨论。 最后 上黑板展示答案。
1、学习阅读 教材, 思考教师提 出的问题, 独立思 考解决。
2、学生根据 教材上的提示, 自 行独立推导太阳 对行星的引力公 式
r3 m ③由开普勒定律可知: 2 =K 是个常量。故有 F 向=42K 2 , T r ④上式中除 m、r 外都是常量,对任何行星都相同,故有: m F 2 r 由此可知,引力应与行星的质量成正,跟行星到太阳的距离的二次 方成反比。 二、行星对太阳的引力

高中物理 6.2《太阳与行星间的引力》教学设计4 新人教版必修2

高中物理 6.2《太阳与行星间的引力》教学设计4 新人教版必修2

高中物理 6.2《太阳与行星间的引力》教学设计4 新人教版必修2新课教学一、太阳与行星之间的引力存在于所有物体之间讲授:通过曲线运动的学习我们知道,只要物体的受力和运动方向不共线,物体就做曲线运动,太阳与行星之间的引力在它们之间的连线上,这个力时刻改变着行星的运动方向。

不仅太阳与行星之间有引力,这种引力普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间,这是自然界中物质之间的基本相互作用而正是这种普遍性,又容易造成误解例1既然任何之间都存在着引力,为什么当两个人接近时他们不会吸在一起?解析:由于人的质量相对于地球的质量而言非常小,因此当两人接近时尽管他们之间的距离非常小,但他们之间的引力相对于地球对人的引力来说是微小的不足以克服人与地面之间的摩擦力,因此不会吸在一起。

点拨:万有引力普遍存在于任何两个物体之间,但讨论一些质量较小的物体之间的万有引力是没有实际意义的,万有引力只有针对大质量物体如天体时才有实际意义,这是万有引力的客观性二、太阳对行星引力的发现过程太阳对行星的万有引力等于行星做匀速圆周运动的向心力解释:此结论的提出与牛顿发现万有引力定律的思路有关:他首先证明,一个运动物体,如果受到一个指向中心的向心力作用,不论此力的性质和大小如何,它的运动一定服从开普勒第二定律,反过来,行星的运动都服从开普勒第二定律,他们都受到一个向心力的作用;2牛顿认为行星所受到的向心力来源于太阳的引力,卫星的向心力来源于行星的引力。

而地球吸引月球的引力跟地球吸引树上的苹果和任何一个抛出的物体时显示出来的重力是同一种力,也就是说,天体的运动和地面上物体的运动有着共同的规律。

地球的重力也是随着与地心距离的增大按平方反比而减小。

牛顿通过计算证明,由于地球到月球的距离是地球半径的60倍,月球轨道运动的向心加速度应该等于地面上重力加速度的1/3600。

这就是著名的“月——地”检验,它跟实际测量结果相当吻合,从而也证明了牛顿提出的结论的正确性。

物理:6.2《太阳与行星间的引力》教案(新人教版必修2).doc

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6.2太阳与行星间的引力一、教学目标1、了解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、掌握行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源。

3、掌握太阳与行星间引力的方向和表达式,牛顿定律在推导太阳与行星间引力时的作用。

二、重点难点重点:对太阳与行星间引力的理解。

难点:太阳与行星间的引力公式的推导过程。

三、巩固练习1、行星之所以绕太阳运动,是因为( )A、行星运动时的惯性作用B、太阳是宇宙的控制中心,所以星体都绕太阳旋转C、太阳对行星有约束运动的引力作用D、行星对太阳有排斥力作用,所以不会落向太阳2、太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等,其依据是( )A、牛顿第一定律B、牛顿第二定律C、牛顿第三定律D、开普勒第三定律3、下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是( )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、太阳对行星的引力规律是由实验得出的D、太阳对行星引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的4、关于太阳与行星间引力F = GMm/r2 的下列说法中正确的是( )A、公式中的G 是比例系数,是人为规定的B、这一规律可适用于任何两物体间的引力C、太阳与行星的引力是一对平衡力D、检验这一规律是否适用于其它天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性5、陨石落向地球是因为( )A、陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力B、陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等,但陨石的质量小,加速度大,所以改变运动方向落向地球C、太阳不再吸引陨石,所以陨石落向地球D、陨石是在受到其它星球斥力作用后落向地球的6、2005 年7 月4 日,美国宇航局的“深度撞击”计划在距离地球1.3 亿千米处实施,上演一幕“炮打彗星”的景象,目标是“坦普尔一号”彗星。

假设“坦普尔一号”彗星绕太阳远行的轨道是一个椭圆,其轨道周期为 5.74 年,则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法正确的是( )A、绕太阳运动的角速度不变B、近日点处线速度大于远日点处线速度C、近日点处线速度等于远日点处线速度D、其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数7、太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道,地球与太阳之间平均距离约为1.5 亿千米,结合下表可知,木星与太阳之间的平均距离约为( )A、6.0亿千米B、7.8C、9.3亿千米D、12.4亿千米8、几十亿年来,月球只是以同一面对着地球,人们只能看到月貌的56%,由于在地球上看不到月球的背面,所以月球的背面被蒙上了一层十分神秘的面纱。

【人教版】高中物理必修二教案:6.2太阳与行星间的引力

【人教版】高中物理必修二教案:6.2太阳与行星间的引力

6. 2太阳与行星间的引力教课目的一、知识与技术1.理解太阳与行星间存在引力。

2.能依据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。

二、过程与方法1.认识行星与太阳间的引力公式的成立和发展过程。

2.领会推导过程中的数目关系。

三、感情、态度与价值观认识太阳与行星间的引力关系,进而领会到大自然的神秘。

教课要点对太阳与行星间引力的理解。

教课难点运用所学知识对太阳与行星间引力的推导。

课时安排1课时。

教课过程一、导入新课教师活动:开普勒在古人的基础上,经过计算总结出了他的三条定律,请同学们回想一下,三条定律的内容是什么?(学生回答)教师活动:开普勒第三定律合用于圆轨道时,是如何表述的?(学生回答)教师活动:经过对开普勒定律的学习,知道了行星运动时所按照的规律,即行星如何运动?那么行星为何要做这样的运动呢?二、新课教课很多科学家都对运动的原由提出了各样猜想。

牛顿在古人对惯性研究的基础上,以为:以任何方式改变速度(包含方向)都需要力。

所以,使行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力应当是太阳对它的引力,所以,牛顿利用他的运动定律把行星的向心加快度与太阳对它的引力联系起来了。

(一)太阳对行星的引力教师活动:指引学生阅读教材,出示纲要,让学生在练习本上独立推导:1.行星绕太阳做匀速圆周运动,写出行星需要的向心力表达式,并说明式中符号的物理意义。

2. 行星运动的线速度 v 与周期 T 的关系式如何?为何要消去 v?写出要消去 v 后的向心力表达式。

3. 如何应用开普勒第三定律消去周期T?为何要消去周期T?4.写出引力 F 与距离 r 的比率式,说明比率式的意义。

教师活动:投影学生的推导过程,评论。

师生沟通议论或勇敢猜想。

明确: 1.既然把椭圆轨道简化为圆形轨道,由第二定律:行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,可知:行星做匀速圆周运动。

2.猜想:太阳对行星的引力,而且此引力等于行星做圆周运动所需要的向心力。

6.2太阳与行星间的引力 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修2新课 第六章:万有引力定律 (3)

6.2太阳与行星间的引力     优秀教案优秀教学设计  高中物理必修2新课  第六章:万有引力定律 (3)

6.2太阳与行星间的引力【知识与技能】1、理解太阳与行星间存在引力。

2、能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。

【过程与方法】通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性。

【情感态度与价值观】感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘。

【教学重难点】1、据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式2、太阳与行星间的引力公式的推导【教学过程】★重难点一、牛顿的思考与推论★1.思考在前人对惯性研究的基础上,牛顿开始思考物体怎样才会不沿直线运动的问题,他的回答是:以任何方式改变速度都需要力。

2.推论行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力应该就是太阳对它的引力。

不仅如此,牛顿还认为,这种引力存在于所有物体之间,从而阐述了普遍意义下的万有引力定律。

★重难点二、太阳与行星间的引力★1.简化模型(1)行星绕太阳做匀速圆周运动。

(2)太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力。

2.推导过程★特别提醒一、求解天体间或实际物体间的引力问题时,限于具体条件,有些物理量不便直接测量或直接求解,此时可利用等效的方法间接求解,或通过舍去次要因素、抓住主要矛盾的方法建立简化模型,或通过相关公式的类比应用消去某些未知量。

二、对F =G Mm r 2的理解 1.公式表明,太阳与行星间引力的大小,与太阳的质量、行星的质量成正比,与两者距离的二次方成反比。

2.式中G 是比例系数,与太阳、行星都没有关系。

3.根据向心力的方向特点,太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向。

4.我们在已有的观测结果(开普勒行星运动定律)和理论引导(牛顿运动定律)下进行推测和分析,所得出的结论不但适用于行星与太阳之间的作用力,而且对其他天体之间的作用力也适用。

【典型例题】在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中,得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式,是一个很关键的论证步骤,这一步骤采用的论证方法是 ( )A. 研究对象的选取B. 理想化过程C. 控制变量法D. 等效法【答案】 D【题组训练】1.地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的力的大小为F ,则月球吸引地球的力的大小为 ( )A .F /81B .FC .9FD .81F2.(多选)我国发射的神舟飞船,进入预定轨道后绕地球做椭圆轨道运动,地球位于椭圆的一个焦点上,如图所示,神舟飞船从A 点运动到远地点B 的过程中,下列说法正确的是 ( )A .神舟飞船受到的引力逐渐增大B .神舟飞船的加速度逐渐增大C .神舟飞船受到的引力逐渐减小D .神舟飞船的加速度逐渐减小3.一个物体在地球表面所受的引力为G 0,则在距地面高度为地球半径的2倍时,所受的引力为 ( )A .G 02B .G 03C .G 04D .G 094.事实证明,行星与恒星间的引力规律也适用于其他物体间,已知地球质量约为月球质量的81倍,宇宙飞船从地球飞往月球,当飞至某一位置时(如图),宇宙飞船受到地球与月球引力的合力为零。

人教版高中物理必修二《太阳与行星间的引力》教学设计

人教版高中物理必修二《太阳与行星间的引力》教学设计

§6.2 《太阳与行星间的引力》教学设计【设计思想】(一)教材分析《太阳与行星间的引力》是高中物理必修二第六章《万有引力与航天》的第二节,内容是从动力学的角度研究行星的运动,发现太阳与行星间的引力规律。

展示了从已知规律经演绎推理发现未知物理规律的探究过程。

是对学生进行科学探究过程教育的良好素材,也是本章的教学重点。

(二)学情分析学生通过前面的学习,对运动和力的关系已有了较为深入的理解,掌握了抛体运动及匀速圆周运动的规律。

并能熟练的运用牛顿运动定律解决常见的两类动力学问题。

能用开普勒三定律描述行星运动的规律。

(三)设计思路基于教材内容和学生的学情,拟采用在教师引导下的学生自主探究模式进行教学。

在课堂上教师设疑引导鼓励学生主动参与、主动思考、主动探究,充分展现探究的过程,实现对学生探究能力的培养。

采用多媒体辅助教学,增大课堂容量。

注重以问题为先导,引导学生在对问题的探究中学习物理。

【教学目标】(一)知识与技能1、理解太阳与行星间存在引力。

2、能根据开普勒三定律和牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力公式。

(二)过程与方法1、了解行星绕太阳运动原因的认识过程。

2、通过太阳与行星间引力公式的推导过程,体会逻辑推理在物理学中的重要性。

(三)情感、态度与价值观1、体会科学发现过程的曲折与艰辛。

2、感受太阳与行星间的引力关系,体会物理学的简单美,感受大自然的奥秘。

【教学重点】根据开普勒行星三定律和牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力公式【教学难点】太阳与行星间引力公式的推导【教学方法】引导探究逻辑推理【教学过程】(一)复习旧知识 提出新问题仰望夜空,斗转星移,人们很想知道行星是怎样运动的。

开普勒在前人工作的基础上,用他的行星运动三定律,简明地描述了行星运动的规律,同学们回忆一下,这三条定律的内容分别是什么?学生思考并回答。

第一定律(轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。

人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》WORD教案5

人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》WORD教案5

人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》W O R D教案5-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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原因是受到太阳引力的作用.2.理解并会推导太阳与行星间的引力大小.3.记住物体间的引力公式F=.【自主学习】1.牛顿在前人对惯性认识的基础上,通过进一步的研究后认为:力是改变物体速度(包括改变速度的方向)的 .也就是说,行星之所以绕太阳运转,而没有沿直线做匀速运动离开太阳,就是因为太阳对行星有 ,这个力使行星产生了 .2.为了简化,我们把行星的运动看成是匀速圆周运动.假定有一颗行星,它的质量为m ,公转周期为T ,轨道半径(行星到太阳的距离)为r ,那么,太阳对行星的引力F 就 行星绕太阳运动的向心力,即F= 。

3.太阳与行星间的引力跟太阳的质量、行星的质量成 ,跟它们之间的距离的二次方成 。

写成公式就是F= 。

4.由公式和可以得到F = ,这个式子表明太阳对不同行星的引力,与 成正比,与成反比。

5.在对太阳与行星间的引力的探究过程中我们运用的定律和规律是 【合作探究 精讲点拨】:例1:一位同学根据向心力F=m r v 2说,如果人造卫星质量不变,当轨道半径增大到2倍时,人造卫星需要的向心力减为原来的1/2;另一位同学根据引力公式F ∝2Mm r推断,当轨道半径增大到2倍时,人造卫星受到的向心力减小为原来的1/4。

这两个同学中谁说的对为什么针对训练:1.一群小行星在同一圆形轨道上绕太阳旋转,这些小行星具有( )A.相同的速率B.相同的加速度C.相同的运转周期D.相同的角速度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,与行星距太阳距离成反比例2..两个行星的质量分别为m1、m2,绕太阳的轨道半径是r1和r2,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。

高中物理必修2教案:太阳与行星间的引力

高中物理必修2教案:太阳与行星间的引力

第二节太阳与行星间的引力教学目标:(一)知识与技能1、理解太阳与行星间存在引力。

2、能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式(二)过程与方法通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性。

(三)情感、态度与价值观感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘。

教学重点:据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式教学难点:太阳与行星间的引力公式的推导教学方法:教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。

教学用具:计算机、投影仪等多媒体教学设备教学过程:(一)复习提问,引入新课提问:开普勒行星运动三条定律的内容是什么?第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。

第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。

第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

即:32a k T比值k 是一个与行星无关的常量。

总结:通过对开普勒定律的学习,知道了行星运动时所遵循的规律,即行星怎样 运动的。

那么行星为什么要做这样的运动呢?今天我们共同来学习、探讨这一问 题。

(二)新课教学教师引导学生阅读教材第一、二段,思考下面的问题:在解释行星绕太阳运动的原因这一问题上,为什么牛顿能够成功,而其他科学家却失败了?你认为牛顿成功的关键是什么?学生阅读课文,分组讨论,从课文中找出相应的答案,选代表发言。

教师点评、总结并引导学生过渡到新课的教学上来。

1、太阳对行星的引力教师引导学生阅读教材,并投影出示以下提纲,让学生在练习本上独立推导:(1)行星绕太阳作匀速圆周运动,写出行星需要的向心力表达式,并说明 式中符号的物理意义。

(2)行星运动的线速度v 与周期T 的关系式如何?为何要消去v ?写出要消去v 后的向心力表达式。

(3)如何应用开普勒第三定律消去周期T ?为何要消去周期T ?(4)写出引力F 与距离r 的比例式,说明比例式的意义。

高中物理必修2:第 课时6-2太阳与行星间的引力教学案

高中物理必修2:第  课时6-2太阳与行星间的引力教学案

第 课时 6-2 太阳与行星间的引力【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,知道牛顿定律在推导太阳与行星间引力时的作用。

4、领会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法。

【教学重点】对太阳与行星间引力的理解。

【教学难点】运用所学知识对太阳与行星间引力的推导。

【教学方法】指导学生自学、探究、讨论、分析、归纳、总结。

【教学过程】一、是什么原因使行星绕太阳运动的呢?1、伽利略认为:一切物体都有合并的趋势,这种趋势导致物体做圆周运动。

2、开普勒认为:行星的运动是由于受到了来自太阳的类似于磁力的作用。

3、笛卡儿认为: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。

4、胡克、哈雷等认为:行星受到了太阳对它的引力,并且证明了如果行星运动的轨道是圆形的,其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。

但无法证明椭圆轨道也成立。

5、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力,这个力就是太阳对它的引力,并且证明了如果太阳和行星之间的引力与距离的二次方成反比,则行星的轨道是椭圆。

而且这种引力存在于所有物体之间,从而阐述了普遍意义下的万有引力定律。

二、太阳对行星的引力跟什么有关?1、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的向心力为 2v F m r= ------ (1) 2、天文观测难以直接得到行星运动的速度 v ,但可以得到行星的公转周期 T ,它们之间的关系为 2r v Tp = ------ (2) 3、根据开普勒第三定律得 32r T k= ------ (3) 4、由(1)、(2)、(3)式得,太阳对行星的引力为 224m F kr p = ------ (4) 即 2m F r µ------ (5)结论: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。

高一物理:6.2《太阳与行星间的引力》(新人教)必修二教学设计3

高一物理:6.2《太阳与行星间的引力》(新人教)必修二教学设计3

2 太阳与行星间的引力整体设计本节课我们将追寻牛顿的足迹,根据开普勒行星运动定律和匀速圆周运动的向心力公式(牛顿第二定律在圆周运动中的应用)推导出太阳对行星的引力与行星的质量、行星与太阳间的距离的比例关系,再根据牛顿第三定律推出行星对太阳的引力与太阳的质量、太阳与行星间的距离的比例关系,从而进一步得到太阳与行星间的引力所遵循的规律,为重新“发现”万有引力定律打下基础.行星围绕太阳运行轨道是椭圆,实际上,多数大行星的轨道与圆十分接近,也就是行星围绕太阳做圆周运动,那么一定就得有力来提供向心力,这个力应该是太阳对行星的引力.根据向心力公式:F=r T m r mv 2224π=,又由开普勒第三定律知T 2=k r 2.也推导出F ∝2rm ,再由牛顿第三定律知F ∝2r M ,所以太阳与行星间的引力F ∝2r Mm ,写成等式F=2r GMm . 本节主要内容就是介绍科学家对行星运动原因的各种猜想,及运用旧知识推导太阳与行星间的引力.在介绍是什么原因使行星绕太阳运动时,教师可补充一些材料,使学生领略前辈科学家对自然奥秘不屈挠的探索精神和对待科学研究一丝不苟的态度.在推导太阳与行星间的引力时,教师可先引导学生理清推导思路,然后放手让学生自主推导,充分发挥学生学习的主体地位, 培养学生用已有知识进行创新,发现新规律的能力. 教学重点对太阳与行星间引力的理解. 教学难点运用所学知识对太阳与行星间引力的推导. 课时安排 1课时 三维目标 知识与技能1.知道行星绕太阳运动的原因是受到太阳引力的作用.2.理解并会推导太阳与行星间的引力大小.3.记住物体间的引力公式F=2rMmG. 过程与方法1.了解行星与太阳间的引力公式的建立和发展过程.2.体会推导过程中的数量关系.情感态度与价值观了解太阳与行星间的引力关系,从而体会到大自然中的奥秘.教学过程导入新课 情景导入目前已知太阳系中有8颗大行星(如下图所示).它们通常被分为两组:内层行星(水星、金星、地球、火星)和外层行星(木星、土星、天王星、海王星),内层行星体积较小,主要由岩石和铁组成;外层行星体积要大得多,主要由氢、氦、冰物质组成.哥白尼说:“太阳坐在它的皇位上,管理着围绕着它的一切星球.”那么是什么原因使行星绕太阳运动呢?伽利略、开普勒以及法国数学家笛卡儿都提出过自己的解释.然而,只有牛顿才给出了正确的解释……复习导入 复习旧 知:行星的运动⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧)(:23由中心天体的质量决定周期定律面积定律椭圆轨道定律开普勒行星运动规律代表人物内容日心说代表人物内容地心说古代天体运动学说k k T a根据开普勒三大定律我们已经知道了八大行星的运动规律.八大行星之所以绕太阳做圆周运动,是什么原因造成的呢?我们这节课就一起来探究这个问题. 推进新课开普勒描述了行星的运动规律,那么它们为什么这样运动呢?许多科学家都对运动的原因提出了各种猜想,如图所示(课件展示).科学家对行星运动原因的各种猜想牛顿在前人对惯性研究的基础上,认为:以任何方式改变速度(包括方向)都需要力.因此,使行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力应该是太阳对它的引力,所以,牛顿利用他的运动定律把行星的向心加速度与太阳对它的引力联系起来了. 一、太阳对行星的引力 1.猜想与模型简化师生互动:教师提出问题,引导学生共同解决,为推导太阳对行星的引力作好准备.由力和运动的关系知:已知力的作用规律可推测物体的运动规律;若已知物体的运动规律,也可以推测力的作用规律. 问题1.今天探究太阳与行星间的引力属于哪种情况? 问题2.行星绕太阳运动的规律是怎样的?问题3.前面我们学习了两种曲线运动,是哪两种,如何处理? 问题4.若要解决椭圆轨道的运动,根据现在的知识水平,可作如何简化学生交流讨论后回答: 明确:1.属于已知运动求力的情况.2.由开普勒行星运动定律,行星绕太阳运动轨道是椭圆,相等的时间内半径扫过的面积相等,且满足23Ta =k.3.平抛运动、圆周运动.平抛运动可分解为两个方向上的直线运动,圆周运动可分解为沿半径方向和沿切线方向上的运动.4.简化成圆周运动. 2.太阳对行星的引力. 问题探究问题1.根据开普勒行星运动第一、第二定律,在行星轨道为圆的简化模型下,行星做何种运动? 问题2.做匀速圆周运动的物体必定得有力提供向心力,行星的运动是由什么力提供的向心力?问题3.向心力公式有多个,如r v m 2、mω2r,r Tm 224π,我们选择哪个公式推导出太阳对行星的引力?问题4.不同行星的公转周期T 是不同的,F 跟r 关系式中不应出现周期T,我们可运用什么知识把T 消去?师生交流讨论或大胆猜测.明确:1.既然把椭圆轨道简化为圆形轨道,由第二定律:行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,可知:行星做匀速圆周运动.2.猜想:太阳对行星的引力,并且此引力等于行星做圆周运动所需要的向心力.3.选择r Tm 224π,因为在日常生活中,行星绕太阳运动的线速度v 、角速度ω不易观测,但周期T比较容易观测出来.4.由开普勒第三定律可知,23T R =k,并且k 是由中心天体的质量决定的.因此可对此式变形为T 2=kR 3.合作交流根据对上述问题的探究,让学生分组交流合作,推导出太阳对行星的吸引力的表达式.设行星的质量为m,行星到太阳的距离为r,公转周期为T,根据牛顿第二定律可得太阳对行星的引力为:F=r Tm 224π ①由开普勒第三定律23Tr =k 可得T 2=k r 3②由①②得:F=223232444r m k r rk m r kr m ∙==πππ 即F=224r mkπ ③ ③式表明:太阳对不同行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和太阳间距离的二次方成反比. 点评:通过对上述问题探究,使学生了解物理问题的一般处理方法:抓住主要矛盾,忽略次要因素,大胆进行科学猜想,体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用. 二、行星对太阳的引力 问题探究1.牛顿第三定律的内容是什么?2.根据牛顿第三定律,行星对太阳的引力满足什么样的关系? 学生思考、归纳、代表发言. 明确:1.两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上.2.根据牛顿第三定律和太阳对行星的引力满足的关系可知:行星对太阳的引力F′大小应该与太阳质量M 成正比,与行星、太阳距离的二次方成反比,也就是F′∝2r M . 三、太阳与行星间的引力 合作探究内容:1.利用太阳对行星的作用力和行星对太阳的作用力的关系,猜想太阳与行星间作用力与M 、m 、r 的关系.2.写出太阳与行星间引力的表达式.探究:1.通过此两个问题锻炼学生的逻辑思维能力.222''r Mm F F r M F r m F ∝=⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫∝∝2.引入比例常数G,可得:F=2r MmG对公式的说明:(1)公式表明,太阳与行星间的引力大小,与太阳的质量、行星的质量成正比,与两者距离的二次方成反比.(2)式中G 是比例系数,与太阳、行星都没有关系. (3)太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向.(4)我们沿着牛顿的足迹,一直是在已有的观测结果(开普勒行星运动定律)和理论引导(牛顿运动定律)下进行推测和分析,观测结果仅对“行星绕太阳运动”成立.这还不是万有引力定律. 例1 已知太阳光从太阳射到地球需要,地球绕太阳的公转周期约为3.2×107 s,地球的质量约为6×1024 kg.求太阳对地球的引力为多大?(答案只需保留一位有效数字)解析:地球绕太阳做椭圆运动,由于椭圆非常接近圆轨道,所以可将地球绕太阳的运动看成匀速圆周运动,需要的向心力由太阳对地球的引力提供,即F=mRω2=224TmR π.因为太阳光从太阳射到地球用的时间为500 s ,所以太阳与地球间的距离R=ct(c 为光速)所以F=224Tmct π,代入数据得F≈4×1022N. 答案:4×1022N例2 最近,科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星,并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为1 200年,它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍.假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周,仅利用以上两个数据可以求出的量有( ) A.恒星质量与太阳质量之比 B.恒星密度与太阳密度之比C.行星质量与地球质量之比D.行星运行速度与地球公转速度之比解析:由22224,)2(GTrhM r T m r Mm G ππ==,由各自的运行时间比和距离比可求出恒星质量和太阳质量之比,再由v=Trπ2可求出各自的运行速度之比,所以A 、D 选项正确. 答案:AD规律总结:在有的物理问题中,所求量不能直接用公式进行求解,必须利用等效的方法间接求解,这就要求在等效替换中建立一个恰当的物理模型,利用相应的规律,寻找解题的途径. 课堂训练1.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球半径的4倍,则这颗小行星运转的周期是( )A.4年B.6年C.8年D.9年2.设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动,若测得土星到太阳的距离为R ,土星绕太阳运动的周期为T ,万有引力常量为G ,则根据以上数据可解得的物理量有( ) A.土星线速度的大小 B.土星加速度的大小 C.土星的质量 D.太阳的质量3.火星半径是地球半径的一半,火星质量约为地球质量的91,那么地球表面质量为50 kg 的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的物体受到火星引力的__________倍.火星参考答案:1.C 2.ABD3.解析:设火星质量为m 1,地球质量为m 2,火星半径为r 1,地球半径为r 2,则由F=2rGMm得49)21(9222211221122212=⨯=∙==r r m m r m r m F F . 答案:49 点评:太阳与行星间的引力规律F=2rGMm同样也适用于行星和行星表面的物体之间,需要注意的是,此时式中的r 为行星的半径. 课堂小结通过本节课的学习,我们了解知道了:1.太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间距离的二次方成反比.2.行星对太阳的引力大小与太阳的质量M 成正比,与太阳到行星的距离的二次方成反比.3.太阳与行星间的引力与太阳的质量、行星的质量成正比,与两者距离的平方成反比:F ∝2r Mm. 写成等式:F=2r GMm. 布置作业1.教材“问题与练习”1、2.2.分组讨论课本“说一说”栏目中的问题.板书设计2 太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=∝∝∝2222:'::r QMm F r Mm F r M F r m F 或太阳与行星间的引力行星对太阳的引力太阳对行星的引力活动与探究课题:如下图所示为一名宇航员“漂浮”在地球外层空间的照片,根据照片展现的情景 提出几个与物理知识有关的问题.目的:提高学生发现问题的能力.提出一个问题往往比解决一个问题更重要,提出新问题需要有创造性的想象力,而且会推动科学的进步.提示:所提的问题可以涉及力学、电磁学、热学、光学、原子物理学等各个部分.举例:例如宇宙员是否受地球引力作用,此宇航员受力是否平衡.宇航员背后的天空为什么是黑暗的等等.习题详解1.解答:这节的讨论属于根据物体的运动探究它受的力.平抛运动的研究属于根据物体的受力探究它的运动,而圆周运动的研究属于根据物体的运动探究它受的力.2.解答:这个无法在实验室验证的规律就是开普勒第三定律23Tr =k,是开普勒根据天文学家第谷的行星观测记录发现的.设计点评教学过程是以学生为主体,教师为主导,师生共同探究的过程;是让学生主动参与,体验和感悟科学探究的过程和方法.本教学设计渗透了新课程理念,以多样的新课导入形式入手,利用学生乐于接受的图片、资料、动画创设情境,以学生现在知识基础身处于历史背景下,经历自己“发现”太阳对行星引力的推导过程,从而体会科学家们富有创造性而又严谨的科学思维.使学生掌握处理问题的一般方法:抓住主要矛盾,忽略次要因素,大胆进行科学猜想,然后对猜想进行合理的验证,从而得出结论.。

新人教版物理必修二62太阳和行星间的引力课程教学设计

新人教版物理必修二62太阳和行星间的引力课程教学设计

新人教版物理必修二6.2《太阳和行星间的引力》课程教学设计/ 1新人教版物理必修二6.2《太阳和行星间的引力》课程教学设计,所以要设法消去T师:不同的行星公转周期是不同的,在引力公式中不应该出现周期/ 26.2《太阳和行星间的引力》课程教学设计新人教版物理必修二有引力定律。

【检测题】AD )1、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 D.图为设想中的“嫦娥一号”月球探测器飞行路我国已启动月球探测计划“嫦娥工程”。

2、线示意图。

在探测器飞离地球的过程中,地球对它的引力(1)。

“不变”)、减小 (填“增大”“减小”、MM。

当18(2)已知月球与地球质量之比为=1::地月P时,月球与地球对它探测器飞至月地连线上某点P到月球球心与地球球心的的引力恰好抵消,此时181:。

距离之比为( D ) 结合图中信息,通过推理,可以得出的结论是(3) ①探测器飞离地球时速度方向指向月球②探测器经过多次轨道修正,进入预定绕月轨道③探测器绕地球的旋转方向与绕地球的旋转方向一致④探测器进入绕月轨道后,运行半径逐渐减小,直至到达预定轨道 D、②④、②③A、①③ B、①④ CABCD )3、一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转,这些小行星具有(相同的加速度 A.相同的速率 B. D.相同的角速度相同的运转周期 C.50kg那么地球表面质量为1/9,,4、火星半径是地球半径的一半火星质量约为地球质量的4/ 3新人教版物理必修二6.2《太阳和行星间的引力》课程教学设计4 / 4。

高中物理第六章第二节太阳与行星间的引力教案新人教版必修2

高中物理第六章第二节太阳与行星间的引力教案新人教版必修2
生:二者的大小相等,方向相反,作用在同一直线上.我的依据是牛顿第三定律.
师:太阳对行星的引力,施力物体是太阳,受力物体是行星;而行星对太阳的引力,施力物体和受力物体正好相反.我们可以通过思维转换,将太阳与行星的位置互换,从而可以得到行星对太阳的引力与太阳的质量成正比,与太阳和行星间距离的二次方成反比.
教学过程
一、复习引入
1.自主回顾
师:请用2分钟的时间写出下列问题的答案:
1.向心力的公式: =(请用 表示)=(请用 表示)=(请用T表示).
2.开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是,太阳处在椭圆的一个上.
3.开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积.
4.开普勒第三定律:所有行星轨道半长轴的次方跟它公转周期的次方的比值都.即: , 是一个对所有行星都的常量.
6.2 太阳与行星间的引力
课时12
课题
6.2太阳与行星间的引力




本节课是人教版必修2第六章第2节,排在第1节行星的运动与第3节万有引力定律两节之间,是为了更突出发现万有引力定律的科学过程.第1节是从运动学角度描述行星运动,本节是从动力学角度研究行星运动.教材在尊重历史事实的前提下,通过逻辑思维进行推导,让学生在自己现有的知识基础上,通过历史的背景,经历一次“发现”万有引力的过程,因此体验物理学研究问题的方法就成为主要的教学目标.
本节课主要推导了行星与太阳之间的引力表达式,让学生体会牛顿在前人工作的基础上,凭借他超凡的数学能力证明万有引力的一般规律的思路与方法.
这节课的主要思路是:由圆周运动和开普勒运动定律的知识,得出行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳的距离的平方成反比,并由引力的相互性得出引力也应与太阳的质量成正比.

人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》WORD教案3

人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》WORD教案3

第七章万有引力与航天2 太阳与行星间的引力一、教学目标1.知识与技能(1)了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的历程。

(2)在开普勒行星运动定律、匀速圆周运动知识和牛顿运动定律的基础上,推导得到太阳与行星间的引力,促进学生对此规律有初步理解。

(3)了解牛顿得到太阳与行星间的引力与其它学科之间的联系。

2.过程与方法(1)追寻得出太阳与行星间引力的科学探究过程,认识科学探究中交流和独创的意义。

(2)了解物理学的研究方法,认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。

3.情感态度与价值观(1)领略自然界的奇妙与和谐,蕴涵其中的规律之简洁,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

(2)培育与他人合作的精神,将自己的见解与他人交流的愿望,和勇于修正错误的科学精神。

二、设计思路为了让学生了解建立物理模型、运用数学工具进行数学推导发现物理规律的研究方法,这需要学生的参与、教师的引导和指导。

另外,可以把学生分析和解决问题的过程与科学家的探索工作比较,可以培育学生的科学情感,领悟研究方法。

在1665、1679和1687年,牛顿先后三次研究了太阳与行星间引力,推导得到关于太阳与行星间引力的数学关系式,认识到引力的普遍性。

在本节教科书内容的基础上可以补充牛顿吸收前人和同时代他人成果,以及自己创造性地推导得到关于太阳与行星间引力的椭圆轨道的数学关系式等细节。

而认识到引力的普遍性,是下一节的内容。

本节课的教学活动和学生活动的安排,力求按两条线索展开,明线是引导学生在解决了行星运动的运动学问题的基础上探索解决行星运动的动力学问题,促使学生拓展性地运用前面已学的经典力学知识(此前用于解决地球上的问题)解决天体运动,暗线是再现历史上牛顿完成这些探索性工作的细节和历史意义。

三、教学重点、难点1.教学重点及其教学策略:重点:太阳与行星间引力的推导。

教学策略:引导学生动手参与推导过程,关注学生推导细节并及时交流和反馈,总结推导步骤;教师呈现推导过程要层次分明,突出关键。

高一物理新人教版必修二学案6.2太阳与行星间的引力

高一物理新人教版必修二学案6.2太阳与行星间的引力

6.2 太阳与行星间的引力 教案(人教版必修 2)1.牛顿在物理学上的重要贡献之一就是成立了对于运动的清楚的观点,他在古人对于惯 性研究的基础上,第一思虑的问题是“物体如何才会不沿直线运动” ,他的回答是:________________________________________________________. 由此推出:使行星沿圆 或椭圆运动,需要指向 __________________ 的力,这个力应当就是 _____.于是,牛顿利 用他的 ____________把行星的向心加快度与 ____________________ 联系起来了.不单如 此,牛顿还以为这类引力存在于________________ .2.行星绕太阳做近似匀速圆周运动,需要的向心力是由 ____________________ 供给的,由向心力的公式联合开普勒第三定律获得向心力 F = ____________.由此我们能够推得太阳对不一样行星的引力,与行星的质量m 成 ______,与行星和太阳间 m 距离的二次方成 ______,即 F ∝ r 2 .3.依据牛顿第三定律,可知太阳吸引行星的同时,行星也必定吸引太阳,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M________,即 F ′∝ 2 .r4.太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比,与二者距离的二次方成 反比,即 F = ________,式中 G 为比率系数,其大小与太阳和行星的质量 ________,太 阳与行星引力的方向沿二者的 ____________. 5.下边对于行星对太阳的引力的说法中正确的选项是 ( ) A .行星对太阳的引力和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,与行星的质量没关 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 6.太阳对行星的引力 F 与行星对太阳的引力 F ′大小相等,其依照是 ( )A .牛顿第必定律B .牛顿第二定律C .牛顿第三定律D .开普勒第三定律7.下边对于太阳对行星的引力的说法中正确的选项是 ( )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 .太阳对行星的引力规律是由实验得出的D .太阳对行星的引力规律是由开普勒定律、牛顿运动定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的【观点规律练】 知识点一太阳与行星间的引力1.陨石落向地球是因为 ( )A .陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力,所以陨石才落向地球B .陨石对地球的吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等,但陨石的质量小,加快度大,所以改变运动方向落向地球C .太阳不再吸引陨石,所以陨石落向地球D .陨石是在遇到其余星球斥力作用着落向地球的2.对于太阳对行星的引力,以下说法中正确的选项是()v 2A .太阳对行星的引力供给行星做匀速圆周运动的向心力,所以有F 引,由此可知,= m r太阳对行星的引力F 引 与太阳到行星的距离 r 成反比2B .太阳对行星的引力供给行星绕太阳运动的向心力,所以有vF 引= m,由此可知,太r阳对行星的引力 F 引 与行星运转速度的二次方成正比C .太阳对不一样行星的引力,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GMm 3.对于太阳与行星间引力 F = r 2 ,以下说法中正确的选项是 ( )A .公式中的 G 是引力常量,是人为规定的B .这一规律可合用于任何两物体间的引力C .太阳与行星间的引力是一对均衡力D .查验这一规律能否合用于其余天体的方法是比较观察结果与推理结果的符合性知识点二 太阳与行星间的引力与行星运动的关系4.对于行星绕太阳运动的原由,以下说法中正确的选项是 ( )A .因为行星做匀速圆周运动,故行星不受任何力的作用B .因为行星四周存在旋转的物质C .因为遇到太阳的引力D .除了遇到太阳的吸引力,还一定遇到其余力的作用5.把行星的运动近似看作匀速圆周运动此后,开普勒第三定律可写为2r 3 T = , m 为行星k质量,则可推得 ()mA .行星所受太阳的引力为F = k r 2B .行星所受太阳的引力都同样24πmC .行星所受太阳的引力为 F = k r 2D .质量越大的行星所受太阳的引力必定越大 【方法技巧练】太阳与行星间的引力的求解方法6.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是地球公转半径的4 倍,则这颗小行星的运转速率是地球运转速率的 ( A .4 倍 C . 0.5 倍7.已知木星质量大概是地球质量的)B .2 倍 D .16 倍320 倍,木星绕日运转轨道的半径大概是地球绕日运行轨道半径的 5.2 倍,试求太阳对木星和对地球引力大小之比.参照答案课前预习练1.以任何方式改变速度 (包含改变速度的方向 )都需要力圆心或椭圆焦点 太阳对它的引力 运动定律 太阳对它的引力 全部物体之间2 m2.太阳对行星的引力 4πk r 2 正比反比3.正比 反比Mm4.G r 2没关 连线方向5.A [行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是作使劲和反作使劲的关系,二者性质相同、大小相等、反向,所以 A 正确, C 错误;行星与太阳间引力的大小与太阳的质量、行星 的质量成正比,与二者距离的二次方成反比,所以B 、D 错误. ]6.C [物体间力的作用是互相的,作使劲和反作使劲大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以依照是牛顿第三定律. ]7. AD [行星环绕太阳做圆周运动的向心力是太阳对行星的引力,它的大小与行星和太阳质量的乘积成正比, 与行星和太阳间距离的二次方成反比,所以A 对,B 错.太阳对行星的 引力规律是由开普勒第三定律、牛顿运动定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来 的,所以C 错,D 对.]讲堂研究练1.B2222.C [由向心力表达式/r 和 v 与 T 的关系式 v =2 F = mv πr/T 得 F = 4 πmr /T① 3 2依据开普勒第三定律 r = k 变形得/TT 2= r 3/k ②22联立①②有 F = 4πk ·m/r 与行星的质量成正比, 与行星和太阳间距离的二次方成反比.]故太阳对不一样行星的引力,3.BD [G 值是由物体间存在的万有引力的性质决定的,而不是人为规定的,故 A 错误;万有引力公式合用于随意两物体间的引力作用,故 B 正确;太阳与行星之间的引力是一对作使劲和反作使劲,而不是一对均衡力,故 C 错误;理论推理的结果能否正确,要看依据理论推出的结果能否与察看的结果相符合,故D 正确.]4. C [ 行星绕太阳运动的原由就是太阳对行星的吸引力供给了行星做圆周运动的向心力. ]mv 2,5.C [行星所受太阳的引力供给行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,由公式F = r 2πr r 3 2又 v = 2 可得 4πm,联合 T = F = k r 2 ,故 C 正确, A 错误; 不一样行星所受太阳的引力由太阳、T k B 、D 错误. ]行星的质量和行星与太阳间的距离决定,故6.C [小行星、地球绕太阳运转的向心力分别为 F 1、 F 2,对应的速度分别为 v 1、 v 2,由 2F ∝ m 21,由上述两式可得, 向心力公式得, F = m v 1,由太阳与行星之间的互相作用规律可知,1 1r 1 1 r 1v 1 ∝1,同理可得, v ∝1 ,故 v 1= r 2,因 r = 4r 2 ,故 v 1= 1,故正确答案是 C.]r 1 2 r 2 v 2 r 1 1 v 2 2方法总结 要明确小行星、地球绕太阳运转的向心力的根源.在计算比值一类的问题时,可将所计算的物理量进行化简至不一样的对象间拥有同样的物理量为止,这样便于解题,请联合此题仔细领会.7.11.8∶ 1分析 设地球质量为 m ,则木星质量为320m ,设地球绕日运转轨道半径为r ,则木星绕日运转轨道半径为 5.2r ,则有:太阳对地球的引力: F 1= GMmr 2太阳对木星的引力: F 2= GM320m5.2r 2所以引力大小之比为 F 2 320 11.8= 2F 1 5.2≈ 1 .。

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最新整理高一物理教案高一物理下册《太阳与行星间的引力》教学设计高一物理下册《太阳与行星间的引力》教学设计教材分析《太阳与行星间的引力》是高中物理必修二第六章的第2节内容。

本章作为圆周运动的一个应用实例,是对第五章《曲线运动》所涉及的基本概念和规律在理解和应用上的进一步加深。

本章的编写主要按以下线索展开:开普勒对行星运动学规律的描述为万有引力定律的发现奠定了基础——牛顿在前人的研究的基础上发现了万有引力定律——卡文迪许用实验较准确地测定了引力常量,使得万有引力定律有了更实际的应用——利用万有引力定律及有关的知识讨论天体和人造卫星的运动情况。

学情分析1.学生已有学科知识分析学生在必修1第四单元学习了牛顿的运动定律,熟练掌握牛顿第二定律和牛顿第三定律的应用;在必修2第五单元深入学习了物体做圆周运动的条件和向心力的计算公式;在本单元第一节通过开普勒三定律的学习,掌握了行星运动的规律,对天体运动的兴趣正浓。

理论上已经完全具备了接受万有引力定律的能力。

2.学生能力分析高一学生数字计算能力较强,而进行公式推导的能力较弱;接受知识的能力较强,而创造能力比较欠缺。

3.学生所处环境我国在航天事业上的突破,极大的激发了学生学习有关宇宙、航天、卫星知识的兴趣。

而学生已有的有关宇宙、航天、卫星的知识仅局限于认知阶段,对于它们的规律知之甚少。

所以对学习本课内容学生的愿望是迫切的,积极性很高。

教学目标1、知识与技能:A.理解一切行星的运动是因为太阳对行星存在引力的作用,了解关于解释行星绕太阳运动的不同观点和引力思想的形成过程。

B.通过开普勒第三定律和牛顿运动定律,推导出太阳与行星之间的引力的关系。

2、过程与方法A.通过推导太阳与行星之间的引力公式,体会逻辑推理在科学研究中的重要性。

B.通过小组讨论,让学生尝试发表自己的见解,能与同组成员及组间成员进行交换意见,锻炼人际交往能力3、情感态度与价值观A.让学生体会科学的进步是严谨的科学探究过程和大胆猜想的结合。

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教材分析
面得知识已经学过了开普勒三定律,第一定律揭示了描述行星运动的参考系、及其运动轨迹;第二定律揭示了行星在椭圆轨道上运动经过不同位置的快慢情况,近日点附近速度大,远日点附近速度小;第三定律:揭示了不同行星虽然椭圆轨道和环绕周期不同,但由于中心天体
相同,所以共同遵循轨道半长轴的三次方与周期的二次方比值相同的规律
主要教学流程 ● 教学目标
知识与技能
1.理解太阳与行星间引力的存在
2.能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式
3.了解万有引力定律得出的思路和过程,理解万有引力定律的含义,掌握万有引力定律的公式;
4.知道任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律。

过程与方法
1.通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性.
2.体会推导过程中的数量关系.
情感、态度与价值观
感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘.
● 教学重点、难点
教学重点
据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式,记住推导出的引力公式.
教学难点
太阳与行星间的引力公式的推导过程.
三、教学方法、教学手段
探究、讲授、讨论、练习
教具准备
多媒体课件
复习开普勒的三个定律 开普勒行星运动
定律和牛顿第三
定律推导出太阳
与行星间的引力
表达式 典型例题例讲解
万有引力的讲解,课堂练习讲解
四、教学过程
(一) 引入新课
开普勒第一定律也叫椭圆轨道定律,它的具体内容是:所有行星分别在大小不同的轨道上围绕太阳运动。

太阳在这些椭圆的一个焦点上。

他的这条定律否定了行星轨道为圆形的理论 开普勒在确定地球运行轨道时发现,若将地球绕太阳运行的轨道分为若干小段,每一段与太阳的连线在相等的时间间隔内扫过相等的面积。

开普勒把这一结果推广到其他行星,就得到了开普勒第二定律:对任意行星来说,他与太阳的连线(称为径矢)在相等的时间内扫过相等的面积。

开普勒第三定律的具体表述是:行星绕太阳运动轨道半长轴a 的立方与运动周期的平方成正比k T a 23
(看课件的对应图片)
问题及归纳
A .行星在椭圆轨道上运动是否需要力?这个力是什么力提供的?这个力是多大?太阳对行星的引力,大小跟太阳与行星间的距离有什么关系吗?
B .行星的实际运动是椭圆运动,但我们还不知道求出椭圆运动加速度的运动学公式,我们现在怎么办?把它简化为什么运动呢?
C .既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。

那么行星绕太阳的运动可进一步简化为匀速圆周运动吗?为什么?
以上的过程归纳为:行星做曲线运动→必受到力的作用→把行星绕太阳的运动简化为圆周运动→进一步简化为匀速圆周运动
教师:既然行星围绕太阳运动的轨道是椭圆,即为曲线运动,那么肯定有一个力要来维持这个运动,那么这个力是由什么来提供的呢?我们跟随着科学家们一起去研究讨论这个问题。

(二) 万有引力定律
1、 人类对行星运动规律原因认识的过程
教师:略微介绍十七世纪前以及伽俐略,开普勒,笛卡儿的观点。

17世纪前:行星理所应当的做这种完美的圆周运动
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与磁力的作用。

笛卡儿:在行星的周围有旋转的物质作用在行星上,使得行星绕太阳运动。

教师:到牛顿这个时代的时候,科学家们对这个问题有了更进一步的认识,例如胡克、哈雷等,他们认为行星绕地球运动受到太阳对它的引力,甚至证明了行星轨道如果为圆形,引力的大小跟太阳距离的二次方成反比,但无法证明在椭圆轨道下,引力也遵循这个规律。

牛顿在前人的基础上,证明了如果太阳和行星的引力与距离的二次方成反比,则行星的轨迹是椭圆,并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。

教师:接下来我们就跟随牛顿先生一起去研究这个万有引力定律。

由于行星运动的椭圆轨道很接近与圆形轨道,所以我们把它理想化为一个圆形轨道,这样就简化了问题,易于我们在现有认知水平上来接受。

2、万有引力定律
(1)定律的推导
如果行星的运动轨道是圆,则行星将作匀速圆周运动。

根据匀速圆周运动的条件可知,行星必然要受到一个引力。

牛顿认为这是太阳对行星的引力,那么,太阳对行星的引力F 提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。

学生活动: 推导得=2r v m F =r m 2ω 教师:那么我们从这个式子中马上就可看到一些比例关系,那么为什么牛顿还要进行推导下去呢?
学生活动:学生进行思考。

(这样研究问题比较复杂,因为有四个变量。

不能体现这个行星运动的特点)
教师:分为两大组进行推导:将V =2πr/T 和T w π2=代入上式得r T
m F 224π= 学生活动:推导。

教师:那么从这个式子中还是有很多的变量,研究仍旧复杂,怎么办呢?(引导学生利用开
普勒第三定律K T
r =23
代入上式) 学生活动:推导得到:22π4=r
m K F 师生总结:由上式可得出结论:太阳对行星的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳的距
离的二次方成反比。

即:F ∝2r m 教师:22π4=r
m K F 中比值k 是一个与行星无关的恒量.只与太阳有关。

那么究竟与太阳有什么关系呢?
教师:牛顿根据其第三定律:太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力,且大小相等。

提出大胆得设想:既然这个引力与行星的质量成正比,也应跟太阳的质量M 成正比。

(引导学
生,或者采用让学生来解释的方法)即:F ∝2r
Mm 写成等式就是F =G2r
Mm 教师:行星绕太阳运动遵守这个规律,那么在其他地方是否适用这个规律呢?(假如说月球、卫星绕地球)
学生活动:思考
教师:为了验证地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力,遵守同样的规律,牛顿还做了著名的“月-地”检验(参见课本P 105右侧),结果证明他的想法是正确的。

如果我们已知月球绕地球的公转周期为27.3天.地球半径为6.37×106m.轨道半径为地球半径
的60倍。

教师:同学们试计算一下月球绕地球的向心加速度是多大?(引导学生采用两种方法进行求解并分析结果)
学生活动:根据向心加速度公式:2
24T r a π=≈31071.2-⨯2s m 因为F ∝2r m 所以a ∝1/r 2同学们通过计算验证,.3600
g a = 231072.2s m -⨯≈ 两者结果十分接近,说明遵循同一规律。

牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。

于是他把这一规律推广到自然界中任意两个物体间,于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。

(2)万有引力定律
①内容
自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。

②公式
如果用m 1和m 2表示两个物体的质量,用r 表示它们的距离,那么万有引力定律可以用下面的
公式来表示 2
21=r m m G F 教师:既然自然界中任何两个物体之间都存在引力,为什么我们感觉不到旁边同学的引力? 学生活动:思考、纳闷
教师:下面我们粗略的来计算一下两个质量为50kg ,相距0.5m 的人之间的引力。

N F 7111067.625
.050501067.6--⨯=⨯⨯⨯= 教师:1.G 为引力常量,在SI 制中,G =6.67×10-11N ·m 2/kg 2.(这个引力常量的出现要比万
有引力定律晚一百多年哪!是英国的物理学家卡文迪许测出来的),我们下节课就要学习。

那么这个力的大小到底是怎么样一个概念呢,其实他相当于提起一个质量比头发丝还小的物体所用的力,因此我们很难察觉。

但它对于质量较大的物体来说,就不可忽视了。

教师:为什么说是粗略?让学生思考
学生活动:思考
教师:2.万有引力定律中的物体是指质点而言,不能随意应用于一般物体。

a.对于相距很远因而可以看作质点的物体,公式中的r 就是指两个质点间的距离;
b.对均匀的球体,可以看成是质量集中于球心上的质点,这是一种等效的简化处理方法。

教师:万有引力定律建立的重要意义
17世纪自然科学最伟大的成果之一,它把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响,而且它第一次揭示 了自然界中的一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。

小结。

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