人教版高中物理必修2第六章第二節(jié)《太陽和行星間的引力》學(xué)案(含答案)

1、【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解人類認(rèn)識天體運動的歷史過程。2理解開普勒三定律的內(nèi)容及其簡單應(yīng)用，掌握在高中階段處理行星運動的基本方法。3知道太陽與行星間的引力與哪些因素有關(guān)。4學(xué)習(xí)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程與方法?！緦W(xué)習(xí)重難點】太陽與行星間的引力的推導(dǎo)思路和過程；饋，總結(jié)推導(dǎo)步驟；教師呈現(xiàn)推導(dǎo)過程要層次分明，突出關(guān)鍵?！緦W(xué)習(xí)過程】1天體引力的假設(shè)：牛頓認(rèn)為物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因是受到力的作用，如果沒有個力是太陽對行星的引力。（1）行星運動需要的向心力：，根據(jù)開普勒第三定律：mr（其中 為行星質(zhì)量， 為行星與太陽的距離）（2）太陽和行星在相互作用中的地位是相同的，只要作相應(yīng)的代換，就可以得到結(jié)果。M

2、r（其中 為太陽的質(zhì)量， 為太陽到行星的距離）行星對太陽的引力（3）因為這兩個力是作用力與反作用力，大小相等，所以概括起來，得到，寫成等式，比例系數(shù)用 G 表示，有。（4）雖然在中學(xué)階段只能將橢圓軌道近似看作圓軌道來推導(dǎo)，但仍要明確：牛頓是在橢科學(xué)思想和超凡的數(shù)學(xué)能力?！痉独觥縦比值 是與太陽質(zhì)量有關(guān)的恒量。星到太陽的距離（行星公轉(zhuǎn)軌道半徑）有關(guān)。這個引力使行星產(chǎn)生向心加速度，而向心加速度聯(lián)系。MmT設(shè)太陽質(zhì)量為 ，某行星質(zhì)量為 ，行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期為 ，半徑為 。將行星軌道近似R看作圓，萬有引力提供行星公轉(zhuǎn)的向心力，有得到，G其中 k公轉(zhuǎn)周期的平方與公轉(zhuǎn)軌道半徑的三次方的比值 是與太陽質(zhì)

3、量有關(guān)的恒量。用這個思路，只是天體運動的向心力由處在圓心處的天體對它的引力提供?！灸芰τ?xùn)練】1有一星球的密度與地球的密度相同，但它表面處的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，則該星球的質(zhì)量將是地球質(zhì)量的（D ）A 1/4 B 4倍C16倍D 64倍。，下面說法中正確的是（D）2對于太陽與行星間引力的表述式A公式中G為引力常量，它是人為規(guī)定的B當(dāng)r趨近于零時，太陽與行星間的引力趨于無窮大C太陽與行星受到的引力總是大小相等的、方向相反，是一對平衡力D太陽與行星受到的引力總是大小相等的、方向相反，是一對作用力與反作用力3關(guān)于太陽與行星間的引力，下列說法正確的是（BCD）A神圣和永恒的天體的勻速圓周運

4、動無需要原因，因為圓周運動是最美的。B行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的向心力來自太陽對行星的引力C牛頓認(rèn)為物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因是受到力的作用。行星圍繞太陽運動，一定受到了力的作用。D牛頓把地面上的動力學(xué)關(guān)系應(yīng)用到天體間的相互作用，推導(dǎo)出了太陽與行星間的引力關(guān)系4在宇宙發(fā)展演化的理論中，有一種學(xué)說叫“宇宙膨脹說”，就是天體的距離在不斷增大，根據(jù)這理論，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比（BC）A公轉(zhuǎn)半徑較大B公轉(zhuǎn)周期較小C公轉(zhuǎn)速率較大D公轉(zhuǎn)角速度較小5若火星和地球都繞太陽做勻速圓周運動，今知道地球的質(zhì)量、公轉(zhuǎn)的周期和地球與太陽之間的距離，今又測得火星繞太陽運動的周期，則由上述已知量可求出（BCD）A火星的質(zhì)量B火星與太陽間的距離C火星的加速度大小D火星做勻速圓周運動的速度大小6假設(shè)地球與月球間的引力與地球表面物體受到的重力是同種性質(zhì)的力，即力的大小與距離的二次方成反比。已知月心和地心的距離是地球半徑的 60 倍，地球表面的重力加速度為98m/s ，試計算月球繞地球做圓周運動的向心加速度。310 m/s2-327假設(shè)某星球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 9 倍，半徑約為地球的一半。若地球上近地衛(wèi)星