2019高中物理学案八6.2太阳与行星间的引力解析版新人教必修2
6.2《太阳与行星间的引力》教案人教版必修二
第六章万有引力与航天6.2 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.根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式(二)过程与方法3.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4.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1.根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式★教学难点1.根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式★教学过程一、引入师：上节课我们学习了开普勒定律，知道开普勒定律只涉及运动学、几何学方面的内容，不涉及力学原因。
所以今天我们从动力学角度考虑行星运动的原因：就是太阳与行星间的引力师：当年自开普勒定律发现之后，人们开始更深入地思考：什么原因使行星绕太阳运动呢？很多科学家都提出过自己的解释。
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。
师：到了牛顿这个时代，科学家们对这一问题的认识更进了一步。
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。
由于关于运动的清晰概念是在他们以后由牛顿建立的，当时没有这些概念，所以他们无法深入研究。
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。
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。
师：这一节和下一节，我们将追寻牛顿的足迹，用自己的手和脑，重新“发现”万有引力定律。
为了简化问题，我们把行星的轨道当作圆来处理（事实上牛顿当年是用椭圆来计算的）。
物理：6.2《太阳与行星间的引力》教案(新人教版必修2).doc
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《太阳与行星间的引力》教案
6．2太阳与行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：又由开普勒第三定律知也推导出牛顿第三定律知所以太阳与行星间的引力写成等式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 2(k k T ⎧⎧⎧⎪⎨⎪⎪⎩⎪⎨⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪=⎪⎩⎩3内容地心说代表人物古代天体运动学说内容日心说代表人物行星的运动椭圆轨道定律开普勒行性运动规律面积定律a 周期定律由中心天体的质量决定） 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)．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l．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32a k T= 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,4,2222r Tm r m r v m πω、 我们选择哪个公式推导出太阳对行问题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123,k TR =并且k 是由中心天体的质量决定的．因此可对此式变 形为⋅=kR T 32 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：r Tm F 224π= 由开普勒第三定律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2M F r '∝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．对公式的说明：(1)公式表明，太阳与行星问的引力大小，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500 s ，地球绕太阳的公转周期约为73.210s ⨯，地球的质量约为24610⨯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 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)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l 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232224,)2(GT r M r T m rMm 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⋅=T r v π2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，火星质量为地球质量的19那么地球表面质量为50 k ｇ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．参考答案：1．C 2．ABD3．解析．设火星质量为1m ，地球质量为2m ，火星半径为1r ，地球半径为2r点评：太阳与行星间的引力规律2rGMm F 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．行星对太阳的引为大小与太阳的质量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：．布置作业…………．1．教材“问题与练习”l、2．2．分组讨论课本“说一说”栏目中的问题．活动与探究。
2019-2020年高中物理太阳与行星间的引力、万有引力定律教案新课标人教版必修2
2019-2020年高中物理太阳与行星间的引力、万有引力定律教案新课标人教版必修2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３．理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律４．理解地面上物体所受的重力与天体间的引力是同一性质的力，即服从平方反比定律的万有引力过程与方法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１．感受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然的奥秘２．通过学习认识和借鉴科学的实验方法，充实自己的头脑，更好地去认识世界，建立科学的价值观教学重点１．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公式，记住推导出的引力公式２．在研究具体问题时，如何选取参考系３．质点概念的理解教学难点１．太阳与行星间的引力公式推导过程２．什么情况下可以把物体看作质点教具多媒体视频课时安排１课时教学过程开普勒定律发现之后，人们便开始更深入的思考：行星为什么这样运动？这节课我们“追寻着牛顿的足迹”，用自己的手和脑，重新“发现”万有引力定律。
一．太阳对行星的引力为了简化问题，行星的轨道按圆来处理，请猜想太阳与行星的引力与什么因数有关研究的问题中，只有太阳、行星，那么他们之间的引力可能与太阳的质量、行星的质量、他们之间的距离以及行星与太阳之间的媒介物有关，还可能与太阳与行星的形状、大小有关。
太阳与行星的是否可以看作质点？太阳与行星之间是真空，对太阳与行星的引力有无影响？讨论小结：太阳与行星之间的引力应该与行星到太阳的距离、太阳的质量、行星的质量有关。
我们先研究太阳对行星的引力，这样只研究引力与行星的质量以及太阳与行星之间的距离的关系。
那么，F与r 的定量关系是什么？阅读教材：太阳对行星的引力部分。
让学生回答如何来进行理论分析：根据开普勒行星运动定律，行星以太阳为圆心做匀速圆周运动，由太阳对行星的引力提供向心力。
高中物理专题6.2太阳与行星间的引力讲提升版含解析新
专题太阳与行星间的引力※知识点一、牛顿的试探与推论1．试探在前人对惯性研究的基础上，牛顿开始试探物体如何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核心的力，那个力应该就是太阳对它的引力。
不仅如此，牛顿还以为，这种引力存在于所有物体之间，从而论述了普遍意义下的万有引力定律。
※知识点二、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．推导进程★特别提示一、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，现在可利用等效的方式间接求解，或通过舍去次要因素、抓住主要矛盾的方式成立简化模型，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，与二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．按照向心力的方向特点，太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向。
4．咱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使劲，而且对其他天体之间的作使劲也适用。
【典型例题】【例题】下列关于太阳对行星的引力的说法正确的是( )A ．太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力B ．太阳对行星的引力的大小与太阳的质量成正比C ．太阳对行星的引力与行星的质量无关D ．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力【答案】AB★特别提示正确熟悉太阳与行星间的引力(1)太阳与行星间的引力大小与三个因素有关：太阳质量、行星质量、太阳与行星间的距离．太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向．(2)太阳与行星间的引力是彼此的，遵守牛顿第三定律．(3)太阳对行星的引力效果是向心力，使行星绕太阳做匀速圆周运动．【针对训练】太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′大小相等，其依据是 ( )A．牛顿第必然律B．牛顿第二定律C．牛顿第三定律 D．开普勒第三定律【答案】C【解析】太阳对行星的引力和行星对太阳的引力是作使劲与反作使劲，按照牛顿第三定律可知，二者等大，故C选项正确。
高中物理必修二教案-6.2太阳与行星间的引力4-人教版
6.2 太阳与行星间的引力★新课标要求（一）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、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、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1、感受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然的奥秘。
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、体会科学家们实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索、大胆猜想的科学态度和科学精神。
3、知道在研究行星运动的过程中，思维方式的转变。
4、知道当代科学家对宇宙中天体间引力的探索、研究，以及中国对天体间引力的研究。
★教学重点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公式★教学难点知道科学家们研究行星运动的过程中，经历了怎样的思维方式转变★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。
★教学工具计算机、投影仪等多媒体教学设备★教学过程（一）引入新课教师活动：开普勒在前人的基础上，经过计算总结出了他的三条定律，请同学们回忆一下，三条定律的内容是什么? 从运动的描述角度看，分别描述了什么物理情景？学生活动：思考并回答开普勒开普勒三条定律的内容。
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。
第一定律指明了研究行星运动的参考系、及行星运动的轨迹；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：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。
新人教版高中物理必修2太阳与行星间的引力、万有引力定律教案
太阳与行星间的引力、万有引力定律知识与技能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．教具准备录像资料、多媒体课件教学活动(一)引入新课提问：请同学们从运动的描述角度思考，开普勒行星运动定律的物理意义？开普勒在1609和1619年发表了行星运动的三个定律，解决了描述行星运动的问题，但好奇的人们，面向天穹，深情地叩问：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？(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)（以下的三定律只用课件打出）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 Ta23（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。
高中物理 6.2太阳与行星间的引力导学案 新人教版必修2(2021年最新整理)
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第六章万有引力与航天第2节太阳与行星间的引力【学习目标】1．1. 知道行星绕太阳运动是原因是受到太阳引力的作用。
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的表达式，并初步理解其物理意义.3. 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.4。
感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘【重点、难点】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。
预习案【自主学习】1.回忆下开普勒定律的内容2.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？3。
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？【学始于疑】太阳与行星间的引力遵循什么规律?探究案【合作探究一】太阳对行星的引力问题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,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.问题2：行星运动的线速度v与周期T的关系式如何？天文观测难以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公转周期T，写出用T表示向心力的表达式.问题3、如何应用开普勒第三定律消去周期T？写出消去周期T后向心力的表达式.引导：这是行星需要的向心力,我们要求的是太阳对行星的引力,这两个力有关系吗?问题4、写出太阳对行星的引力F与距离r的比例式，说明比例式的意义.太阳对不同行星的引力，与行星的成正比，与行星和太阳间的成反比。
2019-2020年人教版高中物理必修二6.2太阳与行星间的引力最新精品导学案设计
2019-2020年人教版高中物理必修二6.2太阳与行星间的引力最新精品导学案设计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。
重点难点:运用所学知识对太阳与行星间的引力进行推导,感受科学思想方法。
教学建议:本节课是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解决天体运动问题,再现历史上牛顿完成这些探索性工作的细节和历史意义,从而体现科学探究的方法。
因此,在教学中要让学生掌握建立物理模型、运用数学工具进行数学推导发现物理规律的研究方法,调动学生参与探究的过程,真正体验科学探究的方法。
导入新课:太阳对地球的引力使得地球绕太阳做圆周运动,可以认为是匀速圆周运动。
天体间的这种引力与哪些因素有关呢?物理学家牛顿第一个解决了这个问题。
牛顿是怎样解决的呢?我们一起来看看吧。
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①匀速圆周运动,太阳对行星的②引力提供向心力。
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=③。
(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④v=。
(3)结合开普勒第三定律公式⑤T2=,可得F=⑥4π2k·,由该公式可知,太阳对行星的引力与⑦行星的质量成正比,与⑧行星和太阳间的距离的二次方成反比,即F∝⑨。
(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⑩正比,与行星和太阳间距离的二次方成反比,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乘积成正比,与两者距离的二次方成反比,即F=G,G为比例系数,其大小与太阳和行星的质量无关,引力的方向沿着二者的连线。
高中物理 6.2《太阳与行星间的引力》课件 新人教版必修2
代入得
4 π 2 mr F= 2 T r3 = k 2 T
根据开普勒第三定律
所以
m F = 4π k 2 r
2
太阳对行星的引力
m F = 4π k 2 r
2
即
m Fµ 2 r
二、行星对太阳的引力
根据牛顿第三定律，行星对太阳引力 Fʹ 应满足
M F ¢µ 2 r
m
F
Fʹ
M
三、太阳与行星间的引力
m1 m2 A. G 2 r
m1m2 B. G 2 r1 m1m2 D. G (r r1 r2 )2
m1m2 C. G (r1 r2 )2
2.
设想把质量为 m 的物体放在地球的中心，地球质量为 M，半 ) A B. 无穷大
径为 R，则物体与地球间的万有引力是 ( A. 零
GMm 确定 R2
行星
开普勒第二定律——面积定律
对每个行星来说，太阳和行星的连线在相 等的时间扫过相等的面积。
开普勒第三定律——周期定律
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。
a 2 = k T
3
回顾历史，关于行星绕太阳运动的原因，哪些科学家 提出了自己的解释？
一切物体
都有合并的趋势
行星的运动是
m Fµ 2 r
M F ¢µ 2 r
Mm Fµ 2 r
则太阳与行星间的引力大小为
Mm F=G 2 r
G 比例系数，与太阳、行星的质 量无关 方向：沿着太阳和行星的连线 m
F
Fʹ M
例1. 火星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，火星与太阳间的 引力提供火星运动的向心力。已知火星运行的轨道半径为 r，运 行的周期为 T，引力常量为 G，试写出太阳质量 M 的表达式。
最新人教版高中物理必修2教案：6.2 太阳与行星间的引力含答案
6.2 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。
三、情感、态度与价值观了解太阳与行星间的引力关系，从而体会到大自然的奥秘。
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。
教学过程一、导入新课教师活动：开普勒在前人的基础上，经过计算总结出了他的三条定律，请同学们回忆一下，三条定律的内容是什么？（学生回答）教师活动：开普勒第三定律适用于圆轨道时，是怎样表述的？（学生回答）教师活动：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？那么行星为什么要做这样的运动呢？二、新课教学许多科学家都对运动的原因提出了各种猜想。
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）太阳对行星的引力教师活动：引导学生阅读教材，出示提纲，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 的比例式，说明比例式的意义。
教师活动：投影学生的推导过程，点评。
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。
物理人教版必修二教学教案：6.2.太阳与行星间的引力 (3) 【含答案】
《太阳与行星间的引力》教学设计【教学目标】一、知识与技能1．知道太阳与行星间引力的存在，知道行星绕太阳做圆周运动向心力来源。
2．知道太阳与行星间的引力的方向和表达式3．理解太阳与行星间的引力表达式得出的思路和过程。
二、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。
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】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公式，掌握推导出的引力公式．【教学难点】太阳与行星间的引力公式的推导过程．让学生充分体会逻辑推理的重要作用，享受逻辑推理之美。
【课时安排】1课时【教学活动】回顾复习开普勒行星运动定律的内容（上节我们学习了行星的运动，知道了行星运动的规律，合上课本，看大屏幕，回顾开普勒三定律的内容）（大多数行星运动轨道接近于圆，中学阶段不研究椭圆，为了简化问题，我们把椭圆轨道按圆轨道来处理，这就是简化模型。
开普勒定律实用于圆轨道时怎样描述呢？）（学生回答）为什么行星绕太阳做匀速圆周运动呢（学生回答）课题引入太阳对行星的引力到底和哪些因素有关呢？展示目标学习目标展示导学达标一、太阳对行星的引力（我们之所以确定引力是因为我们所处的时代，牛顿已经建立了关于运动的清晰的概念，我们学了牛顿运动定律，曲线运动及圆周运动的知识，知道了只要改变物体的速度就需要力。
行星绕太阳运动速度改变，一定有力的存在。
牛顿有一句名言如果说我看的远那是因为站在巨人的肩膀上，在这里巨人指哪些科学家呢？阅读教材前三段。
）追溯科学家研究行星运动的足迹：学生阅读教材展示课件：关于行星运动的各种动力学解释（牛顿在前人基础上成功的解释行星为什么绕太阳运动，可见一个伟大的理论需要经过时间的沉淀和多数人的努力，同学们的学习也需要一个长时期的积累和刻苦努力才能取得好的成绩。
）问题提出：既然我们确定了太阳对行星的引力，那引力可能与哪些因素有关呢？（学生猜想，老师板书：一、太阳对行星的引力}它们有什么定量关系？我们将沿着牛顿走过的足迹用自己的手和脑去探究，重新发现万有引力。
人教版高中物理必修二第六章第二节《太阳与行星间的引力》说课稿+教学设计
《太阳与行星间的引力》说课稿我课题选自人教版全日制普通高级中学教科书,必修二第六章第二节《太阳与行星间的引力》。
我将从教材分析，学情分析，教法与学法，教学设计，板书设计，五个方面展开我的说课，首先让我们开始说课第一部分教材分析。
教材的地位和作用，从行星运动规律到万有引力定律的建立过程，是本章的重要内容，是极好的科学探究过程教育素材。
在行星运动规律与万有引力定律两节内容间安排本节内容，是为了更突出发现万有引力定律的这个科学内容。
从问题的提出、猜想与假设、演绎与推理、结论的得出、检验论证等，是一次很好的探究性学习过程。
通过探究太阳与行星间的引力，即巩固了开普勒运动定律，又为今后万有引力定律的得出打下基础，因此在知识结构上有承上启下的作用，在本章知识体系中占据着重要的地位。
鉴于此，我设计了以下三维教学目标。
知识与技能目标：1、知道行星绕太阳运动的原因是到太阳引力的作用。
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的引力时的作用。
4、领会应用易测量的量去求引力。
过程与方法目标：1、了解太阳与行星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、了解太阳和行星间的引力关系，体会大自然的奥秘。
针对教学重难点我是这样理解的，结合新课标，我将把重点放在太阳与行星间的引力公式的理解上，而将难点放在太阳与行星间的引力公式的推导过程上。
通过对学生和教材的深入研究后，我将进行以下学情分析：在知识层面上学生已经知道了做匀速圆周运动需要向心力，及开普勒三大定律等，在能力层面上已经具备了观察分析能力，解决问题的能力。
在对新事物有着强烈好奇心的作用下，完全有能力通过探究性学习来完成本节课的内容。
那么有了以上的基础又该如何教如何学呢！让我们一起进入教法与学法，针对教学重难点，我将采取以下教法：思维引导法，一步步的引导学生对太阳与行星间的引力的科学探究过程。
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太阳与行星间的引力
(20分钟50分)
一、选择题(本题共4小题,每小题8分,共32分)
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.在探究太阳对行星的引力规律时,我们引用了公式,这个关系式实际上是牛顿第二定律,是可以在实验室中得到验证的
B.在探究太阳对行星的引力规律时,我们引用了公式v=,这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式,它是由速度的定义得来的
C.在探究太阳对行星的引力规律时,我们引用了公式=k,这个关系式是开普勒第三定律,是可以在实验室中得到验证的
D.在探究太阳对行星的引力规律时使用的三个公式,都是可以在实验室中得到验证的
【解析】选A、B。
开普勒第三定律=k是无法在实验室中得到验证的,是开普勒研究天文学家第谷的行星观测记录发现的。
2.下面关于太阳对行星的引力的说法正确的是( )
A.太阳对行星的引力大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和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的【解析】选D。
太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力,太阳与行星间的引力F∝
,由此可知A、B错误。
太阳对行星的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,故D正确,C错误。
【补偿训练】
(多选)关于太阳与行星间的引力,下列说法正确的是( )
A.神圣和永恒的天体做匀速圆周运动无需原因,因为圆周运动是最完美的
B.行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力
C.牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用,行星围绕太阳运动,一定受到了
力的作用
D.牛顿把地面上的动力学关系应用到天体间的相互作用,推导出了太阳与行星间的引力关系【解析】选B、C、D。
任何做曲线运动的物体都需要外力的作用,行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力,A错,B、C、D对。
3.两个行星的质量分别为m1和m2,绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2,若它们只受太阳引力的作用,那么这两个行星的向心加速度之比为( )
A.1
B.
C. D.
【解析】选D。
设两个行星所受向心力分别是F1、F2,由太阳与行星间的作用规律可得F1∝
,F2∝,而a1=,a2=,故=,D选项正确。
4.火星是地球的近邻,已知火星的轨道半径约为地球轨道半径的 1.5倍,火星的质量和半径分别约为地球的0.1倍和0.5倍,则太阳对地球的引力和太阳对火星的引力的比值为世纪金榜导学号35684145( )
A.10
B.20
C.22.5
D.45
【解析】选C。
由F=可得:F地=,F火=,则:==×
=22.5,故选项C正确。
二、非选择题(18分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
5.与行星绕太阳运动一样,卫星之所以能绕地球运动也同样是因为它受到地球的引力。
一位同学根据向心力公式F=m推断,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;另一位同学根据引力公式F∝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。
这两位同学中谁说得对?为什么?
【解题指南】要找到两个变量之间的关系,必须是在其他量一定的条件下才能确定。
分析时注意v、M、m是否为定值。
【解析】第二位同学说得对。
因为根据向心力公式F=m,只有当运动速率v一定时,需要的向心力F才与轨道半径r成反比。
根据开普勒定律可知,卫星的速率将随轨道半径的增大而减小,所以向心力F不与轨道半径r成反比;另外,由于星体的质量为定值,由行星与中心天体
间的引力公式F∝可知,卫星受到的引力F将与卫星轨道半径的平方r2成反比。
答案:见解析
【能力挑战区】
1.地球对月球具有相当大的引力,可它们没有靠在一起,这是因为( )
世纪金榜导学号35684146
A.不仅地球对月球有引力,而且月球对地球也有引力,这两个力大小相等,方向相反,互相抵消了
B.不仅地球对月球有引力,而且太阳系中的其他星球对月球也有引力,这些力的合力为零
C.地球对月球的引力还不算大
D.地球对月球的引力用于不断改变月球的运动方向,使得月球围绕地球运动
【解析】选D。
地球对月球的引力和月球对地球的引力是相互作用力,作用在两个物体上,不能相互抵消,A错误。
地球对月球的引力提供了月球绕地球做圆周运动的向心力,从而不断改变月球的运动方向,所以B、C错误,D正确。
2.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,宇宙飞船受到的合力为零,宇航员感到自己处于“完全失重”状态。
问:此时飞船在空间什么位置?(已知地球与月球中心间距离是
3.84×105km) 世纪金榜导学号35684147
【解析】把宇宙飞船作为研究对象,当月球和地球对宇宙飞船的合力相等时,宇宙飞船受到的合力为零。
设地球、月球和飞船的质量分别为M地、M月和m,x表示飞船到地球球心的距离,则F地=F月
即=
代入数据解得x=3.456×108m
答案:在地球与月球的连线上,距地球球心3.456×108m。