導(dǎo)學(xué)案：太陽(yáng)與行星間的引力

高一物理【太陽(yáng)與行星間的引力】導(dǎo)學(xué)案班級(jí)第組姓名【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（1）理解太陽(yáng)與行星間引力的存在（2）能根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式。（3）激情投入，展示自我，享受合作學(xué)習(xí)的快樂(lè)?！厩榫皩?dǎo)入】第谷用幾十年的天文觀測(cè)積累了數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)，浩瀚的數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性；開(kāi)普勒潛心研究了這幾千個(gè)數(shù)據(jù)，用三句話做了概括，既深刻又簡(jiǎn)潔的展示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性；牛頓對(duì)開(kāi)普勒定律做了加工，得到了非常美妙的數(shù)學(xué)表達(dá)式，揭示了控制行星運(yùn)動(dòng)的力，比開(kāi)普勒定律更深刻、更簡(jiǎn)潔。今天，讓我們一起來(lái)追尋牛頓的足跡，用自己的手和腦，重新“發(fā)現(xiàn)”那美妙的數(shù)學(xué)表達(dá)式吧！【自主學(xué)習(xí)構(gòu)建知識(shí)】一、知識(shí)回顧1．根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，已知力的作用規(guī)律，可以確定物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；反過(guò)來(lái)，已知物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能不能推測(cè)力的作用規(guī)律？2．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式為Fn===。3．行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)普勒第三定律表達(dá)式為。二、太陽(yáng)對(duì)行星的引力[想一想]：為什么說(shuō)太陽(yáng)對(duì)行星有引力作用？[試一試]：推導(dǎo)太陽(yáng)對(duì)行星的引力F跟行星的質(zhì)量m及行星到太陽(yáng)的距離r的關(guān)系：1．設(shè)行星的質(zhì)量為m，速度為v，行星到太陽(yáng)的距離為r，則行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為F=。2．行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則速度v與周期T關(guān)系為v=，則向心力的周期表達(dá)式為F=。3．把開(kāi)普勒第三定律表達(dá)式變形為代入向心力公式得F=。4．由上述公式可以說(shuō)太陽(yáng)對(duì)行星的引力F與成正比，與成反比，即F。三、行星對(duì)太陽(yáng)的引力[想一想]：為什么說(shuō)行星對(duì)太陽(yáng)也有引力作用？[類比]：行星對(duì)太陽(yáng)的引力F’與成正比，與成反比，即F’。四、太陽(yáng)與行星間的引力[思考與討論]：為什么說(shuō)太陽(yáng)與行星間的引力既與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比又與行星的質(zhì)量成正比？[說(shuō)一說(shuō)]：根據(jù)定律，太陽(yáng)對(duì)行星的引力F與行星對(duì)太陽(yáng)的引力F’大小相等。概括地說(shuō)，太陽(yáng)與行星間的引力大小與成正比，與成反比，即F=（如此美妙?。?。太陽(yáng)與行星間的引力方向沿著?！竞献魈骄客怀鲋攸c(diǎn)突破難點(diǎn)】太陽(yáng)系主要星體相關(guān)數(shù)據(jù)星體公轉(zhuǎn)主星距主星距離(kkm)公轉(zhuǎn)周期(d)質(zhì)量(kg)直徑(km)水星太陽(yáng)579104880金星太陽(yáng)108200地球太陽(yáng)149600(1)火星太陽(yáng)2279406794木星太陽(yáng)778330142984土星太陽(yáng)1429400120536天王星太陽(yáng)287099051118海王星太陽(yáng)450430049532冥王星太陽(yáng)5913520908002274月球地球3476中星5號(hào)地球1『?jiǎn)栴}探究一』根據(jù)上表中太陽(yáng)系主要星體相關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)各組組長(zhǎng)分配各組員分別進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證：1.公轉(zhuǎn)主星相同的星體是否符合開(kāi)普勒第三定律？2.公轉(zhuǎn)主星不同的星體是否符合開(kāi)普勒第三定律？得出推論:開(kāi)普勒第三定律中的k值與有關(guān),與無(wú)關(guān)?！?jiǎn)栴}探究二』組組競(jìng)賽，看誰(shuí)更快根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)各組快速計(jì)算：月球公轉(zhuǎn)的向心加速度？月球公轉(zhuǎn)的向心加速度相當(dāng)于地面附近重力加速度的多少分之一？【學(xué)習(xí)反饋】1．行星之所以繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)?)A．行星運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性作用B．太陽(yáng)是宇宙的控制中心，所以星體都繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)C．太陽(yáng)對(duì)行星有約束運(yùn)動(dòng)的引力作用D．行星對(duì)太陽(yáng)有排斥力作用，所以不會(huì)落向太陽(yáng)2．太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星對(duì)太陽(yáng)的引力大小相等，其依據(jù)是()A．牛頓第一定定律B．牛頓第二定律C．牛頓第三定律D．開(kāi)普勒第三定律3．下面關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力說(shuō)法中的正確的是()A．太陽(yáng)對(duì)行星的引力等于行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力B．太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離成反比C．太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由實(shí)驗(yàn)得出的D．太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由開(kāi)普勒定律和行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的4．關(guān)于太陽(yáng)與行星間引力的下列說(shuō)法中