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    云南省芒市中学高一物理:6.2《太阳与行星间的引力》(学案)新人教必修1
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    云南省芒市中学高一物理:6.2《太阳与行星间的引力》(学案)新人教必修101
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    人教版 (新课标)必修22.太阳与行星间的引力学案

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    这是一份人教版 (新课标)必修22.太阳与行星间的引力学案,共3页。学案主要包含了目标及其解析,问题与例题,目标检测等内容,欢迎下载使用。

    一、目标及其解析
    目标1:知道行星绕太阳运动的原因.
    目标2:知道太阳与行星间存在着引力作用.
    目标3:知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源.
    目标4:知道太阳与行星间引力的方向和表达式.
    二、问题与例题
    问题 1:太阳对行星的引力与行星绕太阳运动所需向心力间有什么关系?
    为了简化问题,我们把行星的轨道当作圆来处理,那么太阳对行星的引力,就等于行星做匀速圆周运动的向心力F,如图6-2-1所示,设行星的质量为m,速度为v,行星到太阳的距离为r,
    问题2:太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′有什么关系?
    问题3:如何推导太阳与行星间的引力公式?

    例题1:设地球E(质量为M)是沿圆轨道绕太阳S运动的,当地球运动到位置P时,有一艘宇宙飞船(质量为m)在太阳和地球连线上的A处,从静止出发,在恒定的推进力F的作用下,沿AP方向做匀加速运动,如图6-2-2所示,两年后在P处(飞船之间的引力不计),根据以上条件,求地球与太阳之间的引力.
    解析: 设半年时间为t,地球绕太阳运行的半径为R,则飞船由A到P点的时间为4t,到Q点的时间为5t,P、Q两点的距离为2R,据牛顿第二定律和运动学公式,得
    2R=①
    地球绕太阳运行的周期为一年,即T=2t,其向心力由地球与太阳间的引力来提供,所以
    F引=F向=MR②
    将①代入②得F引=.
    答案:
    拓展练习:两个行星的质量分别为m1、m2,绕太阳的轨道半径是r1和r 2,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 .
    三、目标检测
    1.太阳对行星的引力
    (1)行星绕太阳做近似匀速圆周运动时,需要的向心力是由 提供的,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)将v=代入F=得F=,再由开普勒第三定律T 2=消去T得 .因而可以说F与成正比.即太阳对不同行星的引力与行星的
    成正比,与行星和太阳间距离的 成反比.
    2.行星对太阳的引力
    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F′应该与太阳质量M成 ,与行星和太阳间距离的 成反比.
    3.太阳与行星间的引力
    综上可以得到太阳与行星间的引力表达式 ,式中G是比例系数,与 、 都没有关系.
    配餐作业
    从下列三组题中任意选择两组题完成,建议选择AB或BC
    A组题
    1.太阳与行星间的引力大小为F=G,其中G为比例系数,由此关系式可知G的单位是( )
    A.N·m 2/kg2 B.N·kg2/m2
    C.m3/kg·s2D.kg·m/s2
    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,与行星距太阳的距离成反比
    B组题
    1.把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动,则离太阳越远的行星( )
    A.周期越小 B.线速度越小
    C.角速度越小D.加速度越小
    2.一行星沿椭圆轨道绕太阳运动,在由近日点运动到远日点的过程中,以下说法中正确的是( )
    A.行星的加速度逐渐减小
    B.行星的动能逐渐减小
    C.行星与太阳间的引力势能逐渐减小
    D.行星与太阳间的引力势能跟动能的和保持不变
    3.教材第35页“说一说”
    C组题
    1.由F=G可知,太阳与行星之间的引力与 成正比,与 成反比,G是与 均无关的常数.
    2.两个行星的质量分别是m1和m2,绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2,如果它们只受到太阳引力的作用,那么,这两个行星的向心加速度之比为 .
    3.(测试易忽略点) 已知地球半径为R,质量为M,自转周期为T.一个质量为m的物体放在赤道处的海平面上,则物体受到的万有引力F= ,重力G= .
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