幼儿园太阳教案

发表时间：2020-09-17

太阳与行星间的引力。

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢？为满足您的需求，小编特地编辑了“太阳与行星间的引力”，希望对您的工作和生活有所帮助。

第2节太阳与行星间的引力
{课前感知}

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

{即讲即练}
【典题例释】【我行我秀】
【例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，所以陨石才落上地球
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，所以陨石落上地球
D.陨石是在受到其他星球斥力作用落向地球的
【思路分析】两个物体间的引力是一对作用力与反作用力，它们的大小相等，它们的大小与质量和距离有关。
【答案】B
【类题总结】与太阳等其他天体也存在引力的作用，但由于距离太大，所以起主要作用的是地球对其施加的引力作用。
【例2】一位同学根据向心力F=m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∝m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?
【思路分析】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。卫星做圆周运动需要的向心力的变化情况由公式F=m来判断，而卫星运动受到的向心力的变化情况则由公式F∝来判断。
【答案】第二位同学说的对，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与轨道半径r成反比。由于星体的质量为定值，由行星与太阳间的引力公式可知，卫星受到的引力F将与卫星轨道半径的平方r2成反比。
【类题总结】本题考查了学生对圆周运动的向心力、天体间的引力公式的理解。解题时注意，由于速度变化而需要的力和由于质量存在而产生的引力是不同的。
【例3】试说明在推导太阳与行星间的引力的过程中，所用公式F=m、v=、=k的物理意义和公式中各量的物意义。
【思路分析】公式F=mv2/2表示表示物以线速度v做匀速圆周运动，其向心力的大小为F，圆周运动的半径为r,做圆周运动的物体质量为m。公式v=表示物体做匀速圆周运动的线速度等于圆周轨道的周长C=2πr与运动周期T的比值。其中表示圆周运动的半径。公式=k是开普勒第三定律的数学表达式，其中R表示椭圆轨道的半长轴的大小，T表示行星绕太阳公转的周期，k是一个太阳系中的与行星无关的常量。
【类题总结】本题主要考查万有引力定律的推导过程中用到的公式。理解各公式的适用条件，明确各量的含义，根据相应的规律分析。
【例4】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7—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．
【思路分析】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，由此可据牛顿第二定律和运动学公式，进行计算。
【答案】
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
引=向=引=.
【类题总结】太阳与行星之间的引力提供行星圆周运动的向心力是解决天体运动问题的一个重要思路。1．某物体在地面所受引力是该物体在距地面高R/2处所受引力的倍。（R为地球半径）

2（1）如图7—2—1所示为一个人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运动的轨迹，在卫星由近地点运动到远地点的过程中：（）

A.地球引力对卫星不做功
B.卫星运行的速率不变
C.卫星的重力势能增加
D.卫星的机械能减少

2（2）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

3．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

4（1）.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。
4（2）.两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运动的轨道半径分别是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.1B.
C.D.

{超越课堂}

〖基础巩固〗
1.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
2.下面关于太阳对行星的引力说法中正确的是（）
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
3.行星之所以绕太阳运行，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，所有星体都绕太阳旋转
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
4.关于地球和太阳，下列说法中正确的是（）
A.地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小得多
B．地球围绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的万有引力
C．太阳对地球的作用力有引力和向心力
D.在地球对太阳的引力作用下，太阳绕地球运动
5.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，它是由速度的定义式得来的
C.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的
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证明的
6.把行星运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为，则可推得（）
A.行星受太阳的引力为
B.行星受太阳的引力都相同
C.行星受太阳的引力
D.质量越大的行星受太阳的引力一定越大
7.太阳与行星间的引力大小为，其中G为比例系数，由此关系式可知G的单位是（）
A.Nm2/kg2B.Nkg2/m2
C.m3/kgs2D.kgm/s2
8.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
9.一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
10.对太阳系的行星，由公式，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。
11.两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运动行的轨道半径分别为r1和r2，则它们与太阳间的引力之比为。
12.已知地球质量为5.89×1024kg，太阳的质量为2.0×1030kg，地球绕太阳公转的轨道半径是1.5×1011m，则太阳对地球的吸引力为N，地球绕太阳运转的向心加速度为m/s2.（已知G=6.67×10-11Nm2/kg2）
〖能力提升〗
13〖易错题〗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，则月球吸引地球的力的大小为（）
A./81B.C.9D.81F
14.〖概念理解题〗行星绕恒星的运动轨道是圆形，它的运行周期T的平方与轨道半径r的立方之比为常数，即此常数k的大小（）
A.只与恒星的质量有关
B.只与行星的质量有关
C.与行星和恒星的质量都有关
D.与行星和恒星的质量都无关
15.〖应用题〗要使太阳对某行星的引力减小到原来的l/4，下列办法不可采用的是（）
A.使两物体的质量各减小一半，距离不变
B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变
C使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
D.使两者的距离和质量都减小为原来的1/4
16.〖概念理解题〗太阳对地球有相当大的引力，而且地球对太阳也有引力作用，为什么它们不靠在一起?其原因是（）
A.太阳对地球的引力与地球对太阳的引力，这两个力大小相等、方向相反，互相平衡
B.太阳对地球的引力还不够大
C.不仅太阳对地球有引力作用，而且太阳系里其他星球对地球也有引力，这些力的合力为零
D.太阳对地球引力不断改变地球的运动方向，使得地球绕太阳运行
17.〖信息题〗科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上．从地球上看，它永远在太阳的背面，人类发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息我们可以推知（）
A.这颗行星需要的向心力与地球等大
B.这颗行星的自转半径与地球相同
C.这颗行星的质量等于地球的质量
D.这颗行星的公转半径与地球相同
18.〖综合题〗下列有关行星运动的说法中，正确的是（）
A.由可知，行星轨道半径越大，角速度越小
B.由可知，行星轨道半径越大，行星的加速度越大
C.由可知，星轨道半径越大，行星的加速度越小
D.由可知，行星轨道半径越大，线速度越小
19.〖应用题〗若两颗行星的质量分别为M和m，它们绕太阳运行的轨道半径分别为R和r，则它们的公转周期之比（）
A.B.
C.D.
20.〖应用题〗若两颗绕太阳运行的行星的质量分别为m1和m2，它们绕太阳运行的轨道半径分别为r1和r2，则它们的向心加速之比为（）
A.1：1B.m2r1：m1r2
C.D.
21.〖应用题〗已知太阳光从太阳射到地球需要500s，地球绕太阳的公转周期约为3.2×107s，地球的质量约为6×1024kg.求太阳对地球的引力为多大?(答案只需保留一位有效数字)

〖思维拓展〗
22.〖信息题〗2005年北京时间7月4日下午1时52分(美国东部时间7月4日凌晨1时52分)探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，投入彗星的怀抱，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图7—2—3所示．假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年．则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中，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.近日点处加速度大于远日点处加速度
D.其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数
23.〖探究题〗在用公式时，某同学查表计算出行星绕太阳运转的/s2、月球绕地球运转的k2=1.020×1013m3/s2，他从有关资料上查出太阳质量M=1.989×1030kg、地球质量为m=5.976×1024kg，它分别计算出m3/(kgs2)=(kgs2)=1.71×10-12m3/(kg
s2)，m3/(kgs2)=1.71×10-12m3/(kgs2).如果我们把k称为开普勒常量，当行星绕太阳运转时，称太阳为中心星球，月球绕地球运转时，称地球为中心星球，从这个计算结果可以作下面的猜想（）
A.开普勒常量k是一个与行星无关的常量
B.开普勒常量k是一个与中心星球质量无关的常量
C.开普勒常量k与中心星球质量的一次方成正比
D.开普勒常量是与中心星球质量的一次方成反比
24.〖探究题〗2004年最壮观的天文现象莫过于金星凌日，金星是太阳系里惟一逆向自转的行星，金星上太阳西升东落，人们称金星为太阳的逆子就是这个原因．如图7—2—4金星和地球绕太阳的运动可以近似看作同一平面内的逆时针方向的匀速圆周运动．已知金星和地球公转的半径分别为1.1×108km和1.5×108km．从图中所示的金星与地球相距最近的时刻开始计时，估算金星再次与地球相距最近需多少地球年?(地球公转周期为1年)

第二节太阳与行星间的引力
【课前感知】
1.原因吸引力加速度2.等于3.正比反比
4、【思路分析】由已知得：
所以，由此看出，F与m成正比，与r的二次方成反比。
行星的质量行星和太阳间距离的平方
5、开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律
【我行我秀】
1、（1）【思路分析】根据得
【解后反思】灵活运用引力公式是解此题的关键。由于两个天体没有变，改变的只是它们之间的距离，故可直接利用。
2、（1）C【思路分析】卫星与地球间的引力遵守平方反比定律，其作用力方向始终在卫星与地球的连线上。卫星绕地球做椭圆运动的过程中，与地球的距离r不断变化，相当于一个物体距地面的高度在变化，所以地球对卫星的引力将对卫星做功，所以卫星的动能减小，速率减小；由于离地面高度的增加，所以其重力势能增大；由于仅受引力作用，所以卫星在运动过程中机械能守恒。
【解后反思】本题考查了学生对重力与引力、引力做功、引力势能概念的认识，考查了学生的知识迁移能力。
（2）ACD
3、A【思路分析】行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是一对作用力和反作用力，是同一性质的力，其大小等于
4、（1）
（2）D【思路分析】由
【超越课堂】
1、C【思路分析】物体间力的作用是相互的，作用力与反作用力大小相等，方向相反，并在同一条直线上。
2、AD【思路分析】行星围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，与行星和太阳间的距离的平方成反比，所以A对B错。太阳对行星的引力规律是由开普勒三定律和匀速圆周运动规律推导出来的，所以C错，D对。
3、C4、B5、AB6、AC7、AC
8、BCD【思路分析】由太阳与行星间的引力提供向心力
所以，
9、ABD10、；行星的质量；行星和太阳距离的二次方
11、
12、【思路分析】
地球公转向心加速度为
13、B【思路分析】作用力与反作用力总是等大反向。易错点是学生容易忽略这是一对作用力与反作用力，误认为与质量成正比。
14、A15、D16、D17、D18、D19、B20、D
21、【思路分析】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，需要的向心力是由太阳对地球的引力提供。
【答案】因为太阳光从太阳射到地球用的时间为500s，所以太阳与地球间的距离（c为光速）wwW.jAb88.coM

所以，代入数据得。
【解后反思】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。
22、BCD【思路分析】“坦普尔一号”彗星绕太阳运动的轨道是一个椭圆。在椭圆轨道上，太阳对彗星的万有引力提供彗星做椭圆运动的向心力，而且彗星在椭圆轨道上运动时，机械能守恒，在近日点时，动能大，势能小；在远日点时，动能小，势能大，所以B正确。根据牛顿运动定律和万有引力公式得C正确，由得，此式表示彗星绕太阳运动的椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数。
23、C

相关知识

6.2太阳与行星间的引力学案（人教版必修2）

6.2太阳与行星间的引力学案（人教版必修2）
1．牛顿在物理学上的重大贡献之一就是建立了关于运动的清晰的概念，他在前人对于惯
性研究的基础上，首先思考的问题是“物体怎样才会不沿直线运动”，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，这个力应该就是_____．于是，牛顿利用他的____________把行星的向心加速度与____________________联系起来了．不仅如此，牛顿还认为这种引力存在于________________．
2．行星绕太阳做近似匀速圆周运动，需要的向心力是由____________________提供的，
由向心力的公式结合开普勒第三定律得到向心力F＝____________.
由此我们可以推得太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成______，与行星和太阳间
距离的二次方成______，即F∝mr2.
3．根据牛顿第三定律，可知太阳吸引行星的同时，行星也必然吸引太阳，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________，即F′∝Mr2.
4．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，即F＝________，式中G为比例系数，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
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
7．下面关于太阳对行星的引力的说法中正确的是()
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
【概念规律练】

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．陨石是在受到其他星球斥力作用下落向地球的
2．关于太阳对行星的引力，下列说法中正确的是()
A．太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力，因此有F引＝mv2r，由此可知，
太阳对行星的引力F引与太阳到行星的距离r成反比
B．太阳对行星的引力提供行星绕太阳运动的向心力，因此有F引＝mv2r，由此可知，太
阳对行星的引力F引与行星运行速度的二次方成正比
C．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
D．以上说法均不对
3．关于太阳与行星间引力F＝GMmr2，下列说法中正确的是()
A．公式中的G是引力常量，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．太阳与行星间的引力是一对平衡力
D．检验这一规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性
知识点二太阳与行星间的引力与行星运动的关系
4．关于行星绕太阳运动的原因，下列说法中正确的是()
A．由于行星做匀速圆周运动，故行星不受任何力的作用
B．由于行星周围存在旋转的物质
C．由于受到太阳的引力
D．除了受到太阳的吸引力，还必须受到其他力的作用
5．把行星的运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝r3k，m为行星
质量，则可推得()
A．行星所受太阳的引力为F＝kmr2
B．行星所受太阳的引力都相同
C．行星所受太阳的引力为F＝k4π2mr2
D．质量越大的行星所受太阳的引力一定越大

【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
的运行速率是地球运行速率的()
A．4倍B．2倍
C．0.5倍D．16倍
7．已知木星质量大约是地球质量的320倍，木星绕日运行轨道的半径大约是地球绕日运
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．

参考答案
课前预习练
1．以任何方式改变速度(包括改变速度的方向)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所有物体之间
2．太阳对行星的引力4π2kmr2正比反比
3．正比反比
4．GMmr2无关连线方向
5．A[行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是作用力和反作用力的关系，两者性质相同、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，与两者距离的二次方成反比，所以B、D错误．]
6．C[物体间力的作用是相互的，作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，所以依据是牛顿第三定律．]
7．AD[行星围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．]
课堂探究练
1．B
2．C[由向心力表达式F＝mv2/r和v与T的关系式v＝2πr/T得F＝4π2mr/T2①
根据开普勒第三定律r3/T2＝k变形得
T2＝r3/k②
联立①②有F＝4π2km/r2
故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．]
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；万有引力公式适用于任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用力和反作用力，而不是一对平衡力，故C错误；理论推理的结果是否正确，要看根据理论推出的结果是否与观察的结果相吻合，故D正确．]
4．C[行星绕太阳运动的原因就是太阳对行星的吸引力提供了行星做圆周运动的向心力．]
5．C[行星所受太阳的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，由公式F＝mv2r，又v＝2πrT，结合T2＝r3k可得F＝k4π2mr2，故C正确，A错误；不同行星所受太阳的引力由太阳、行星的质量和行星与太阳间的距离决定，故B、D错误．]
6．C[小行星、地球绕太阳运行的向心力分别为F1、F2，对应的速度分别为v1、v2，由向心力公式得，F1＝m1v21r1，由太阳与行星之间的相互作用规律可知，F1∝m1r21，由上述两式可得，v1∝1r1，同理可得，v2∝1r2，故v1v2＝r2r1，因r1＝4r2，故v1v2＝12，故正确答案是C.]
方法总结要明确小行星、地球绕太阳运行的向心力的来源．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同的对象间具有相同的物理量为止，这样便于解题，请结合本题认真体会．
7．11.8∶1
解析设地球质量为m，则木星质量为320m，设地球绕日运行轨道半径为r，则木星绕日运行轨道半径为5.2r，则有：
太阳对地球的引力：F1＝GMmr2
太阳对木星的引力：F2＝GM320m(5.2r)2
因此引力大小之比为F2F1＝3205.22≈11.81.

高一物理下册《太阳与行星间的引力》教学设计

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助教师提高自己的教学质量。优秀有创意的教案要怎样写呢？下面是小编为大家整理的“高一物理下册《太阳与行星间的引力》教学设计”，欢迎您参考，希望对您有所助益！

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。

B.通过太阳与行星之间的引力规律的探索，体会探究大自然规律的乐趣。

基于学生的学科知识水平、能力水平及个人常识，在完成教学大纲的要求下对本课的重点与难点作了如下处理：

【教学重点、难点】

1、重点：

太阳与行星之间的引力规律的探索过程，培养学生的创造能力及科学探究的方法

2、难点：

太阳与行星之间的引力规律的探索

【教学过程】

新课导入（复习导入）

【教师活动】请同学们回顾开普勒行星运动定律的内容？（提问）

【学生活动】记忆、回答问题。

【教师活动】课件展示开普勒三定律：

开普勒第一定律：所有的行星绕太阳运动的轨道都是大小不同的椭圆，太阳在这些椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律：对任意行一个星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

开普勒第三定律：所有行星绕太阳运动轨道半长轴R的三次方与它的公转周期T的平方成正比。

【教师活动】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规律的问题，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？（问题的提出：）

【教师活动】介绍十七世纪前以及伽利略，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于磁力的作用。

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。

进一步介绍：

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。（猜想与假设）

牛顿在前人的基础上，利用他超凡的数学能力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。

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。由于受到数学知识的限制，我们要对行星绕太阳的运动进行简化.

【新课教学】

一、模型简化：

引导学生思考：

问题一：行星在椭圆轨道上运动是否需要力？

【学生活动】思考、讨论、回答问题。

问题二：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不会处理椭圆运动，我们能否把行星的椭圆运动简化呢？

【学生活动】观察八大行星的轨道半长轴与半短轴的区别并结合开普勒第二定律的内容得到结论：行星绕太阳的运动可以看作是匀速圆周运动。（简化模型）

【教师活动】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？

1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。

2.对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的线速度不变，即行星做匀速圆周运动。

3.所有行星轨道半径的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。

【教师活动】

总结：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。

设计说明：依照已学知识点提出问题，然后让学生个体作答解决问题，同时不断抛出新的讨论点，引导学生积极参与讨论探究。模型简化也经过先猜测再推理的过程。

【教师活动】我们已经将行星的运动简化为行星绕太阳做匀速圆周运动，那么原因是什么呢？

【学生活动】思考、讨论、回答问题。（教师从力和运动关系的角度引导）

二、太阳对行星的引力

思路：已知运动规律--------求受力规律（太阳对行星的引力）

【教师活动】

问题三：太阳与行星间的引力F可能与什么量有关系？我们有什么处理的办法呢？

【学生活动】思考、讨论、探究。

【教师活动】我们已经将行星的运动简化为行星绕太阳做匀速圆周运动。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。

如果设行星的质量为m，速度为v，运行周期为T，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可以怎样表示？

【学生活动】向心力可以表示为=

【教师活动】在天文观测中我们应该用哪个方程来探究向心力呢？

【学生活动】天文观测中难以直接得到行星运动的速度v，但可以得到行星公转的周期T，因此应该用来表示向心力。

【教师活动】能不能根据得到的结论？

【学生活动】不同行星的公转周期是不同的，所以不能说。

【教师活动】而且要寻找F跟的关系，那么表达式中就不应该出现周期T，所以要设法消去上式中的T，应该怎么消呢？

【学生活动】可以把开普勒第三定律变形为，代入上式得到：

或

【教师活动】我们注意到K是一个与行星无关，而仅与太阳有关的常数，这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。

【教师活动】

问题五：如果中心天体的质量发生变化，引力F变不变呢？

【学生活动】学生思考、讨论。

【教师活动】用叠加的观点分析此问题，可以得出：F将变化，且M增大，F也增大；反之亦然。很显然，F还应与中心天体的质量M有关。

【教师活动】它们之间有什么关系呢？怎样研究F与M的关系呢？（思考1分钟）

教师引导：刚才我们选择行星为研究对象，研究的结果中并没有出现太阳质量M。下面我们不妨尝试以太阳为研究对象，看看行星对太阳的引力什么特征？

三、行星对太阳的引力

【教师活动】对于太阳对行星的引力，太阳是施力物，而根据牛顿第三定律，太阳也要受到行星大小相等，方向相反的引力作用，对于这个引力，太阳又是受力物。对称性是许多物理规律的一个重要特性。并且太阳对行星的引力和行星对太阳的引力是同种性质的力，那么它们就应该遵循相同的规律。

【学生活动】（讨论、推导、交流）（M为太阳质量）

【教师活动】很好，太阳对行星的引力和行星对太阳的引力有什么关系？你能结合、式得到什么关系？

四、太阳与行星间的引力

【学生活动】这两个力是作用力与反作用力的关系，根据牛顿第三定律可知：，由得：

【教师活动】如果把这个结论进一步拓展，你还能得到什么结论？

【学生活动】应该还可以得到：

【教师活动】看到这样的式子，你是不是有些兴奋？是不是能发现些什么？

【学生活动】我觉得从应该可以得到比值应该是个常数。

【教师活动】这个想法很大胆，但是从可以下结论认为是常数吗？你的结论还只能是个猜想或假设，当然这个想法非常具有建设性。不过我们还应该进行验证。

如果这个猜想成立，即（C是一个常数），那么式中的又可以怎样表示？如果再把它们代回到式，你又能有什么发现？

【学生活动】：……，可以得到：

【教师活动】注意到是个常数，可以用令，这个结论也可以写成：

，

1）方向：太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。

2）适用范围：太阳与行星间的引力

【教师活动】上面，我们通过自己的努力，得到了太阳与行星间的引力公式。我们今天得到的结论是万有引力定律么？

讲述：通过演绎推理得到的结论，推广到一般意义上的规律，在科学上是十分严谨的事情，需要经过实践和实验的检验。下节课我们将继续对今天得到的结论进行推广和检验，之后才能得出万有引力定律。

设计说明：书本上根据太阳对不同行星的引力，行星对太阳的引力，推导太阳与行星间的引力为过于牵强附会，不符合学科的认知规律，学生不易接受,学生感到很茫然，而用该方法思路过程很严密,学生容易掌握。

【课堂检测】

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

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

2．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．

3.开普勒第三定律可知，不同行星绕太阳运动时，半径的三次方与周期的平方的比值都相同，即．式中的值与什么物理量有关？请推导出其表达式

高一物理下册《太阳与行星间的引力》教学反思

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助教师缓解教学的压力，提高教学质量。你知道怎么写具体的教案内容吗？下面是小编精心收集整理，为您带来的《高一物理下册《太阳与行星间的引力》教学反思》，仅供参考，大家一起来看看吧。

高一物理下册《太阳与行星间的引力》教学反思

由于是一节探究课，知识含量小，但对学生情感态度价值观以及科学素养的培养很重要。为此，我重在帮学生建立科学的探究方法，并适当的讲授一些物理思想如简化和将不易测量的物理量换成易测量的转化思想。还有就是通过对科学家们的介绍，让学生感受伟人们深邃的洞察力，超前的意识，学习大家的研究风范。因此，我认为本课的这几个重要环节还是得到突出了。但还是有一些教学组织上存在问题，比如板书滞后。又如学生由独立的思考之后没有转向交流合作，时间也只多一分钟。另外，学生提出的观点，应该尝试让学生评价。如太阳对行星的引力，让学生评价此观点，或提出不同观点，而不应该由老师默认学生们都知道。

其次励志教育不够成功，没有煽情，无感染力。应该边介绍，边与学生交流。如讲完勇气来源之后，问学生牛顿的名言是什么：站在巨人肩上。在这种背景下深化学生对牛顿名言的理解。同时起到励志教育的目的。

再就是有些问题可以换成让学生讨论，如：为什么F与T是无关的，然后，再来讲例子。也许有的学生就能够讲得自己更好，更能充分体现学生主体地位。

还有就是在得出本节课的重要知识时，没有及时的进行方法教育，如：既然太阳对行星的引力和行星对太阳的引力是一对作用力与反作用力，二者同性质且等大，那么它们大小应该是相同的表达式，因此，二者可以合二为一，怎么合？学生讨论得出

没有总结出是类比的方法，少了一次思维的结晶。

然后就是得出了太阳与行星间引力表达式后没有让学生对此进行评价，其实可以让学生评价，加深学生的理解的同时，让学生真正自发地体悟物理的简洁美与深刻。

本堂课最大的失误在于估计学生探究能力不够，导致主体知识显得有些薄弱。另外一个就是时间把握不准，没有让学生自行总结本课重点，形成自己的知识网络图。

高考物理第一轮行星的运动太阳与行星间的引力专题复习学案

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，教师要准备好教案，这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助教师能够更轻松的上课教学。怎么才能让教案写的更加全面呢？下面是由小编为大家整理的“高考物理第一轮行星的运动太阳与行星间的引力专题复习学案”，相信您能找到对自己有用的内容。

§7.1行星的运动太阳与行星间的引力
【学习目标】
1、了解人类认识天体运动的历史过程。
2、理解开普勒三定律的内容及其简单应用，掌握在高中阶段处理行星运动的基本方法。
3、知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关。
4、学习科学家发现万有引力定律的过程与方法。
【自主学习】
一、人类认识天体运动的历史
1、“地心说”的内容及代表人物：
2、“日心说”的内容及代表人物：
二、开普勒行星运动定律的内容
开普勒第一定律：。
开普勒第二定律：。
开普勒第三定律：。即：
在高中阶段的学习中，多数行星运动的轨道能够按圆来处理。
三、太阳与行星间的引力
牛顿根据开普勒第一、第二定律得出太阳对不同行星的引力与成正比，与成反比，即。然后，根据牛顿第三定律，推知行星对太阳的引力为，最后，得出：

【典型例题】
例1、海王星的公转周期约为5.19×109s，地球的公转周期为3.16×107s，则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍？

例2、有一颗太阳的小行星，质量是1.0×1021kg，它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2.77倍，求这颗小行星绕太阳一周所需要的时间。

例3、16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出了“日心说”的如下四个观点，这四个论点目前看存在缺陷的是（）
A、宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
B、地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动。
C、天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象。
D、与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多。
例4．假设已知月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，假如地球对月球的万有引力突然消失，则月球的运动情况如何？若地球对月球的万有引力突然增加或减少，月球又如何运动呢？

【针对训练】
1、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/3则此卫星运行的周期大约是：（）
A．1－4天之间B．4－8天之间C．8－16天之间D．16－20天之间
2、两行星运行周期之比为1：2，其运行轨道的半长轴之比为：（）
A.1/2B.C.D.
3、地球到太阳的距离是水星到太阳距离的2.6倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比是多少？（设地球和水星绕太阳运转的轨道是圆轨道）

4．关于日心说被人们所接受的原因是（）
A．以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题
B．以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星的运动的描述也变得简单了
C．地球是围绕太阳转的D．太阳总是从东面升起从西面落下
5、考察太阳M的卫星甲和地球m(mM)的卫星乙，甲到太阳中心的距离为r1，乙到地球中心的距离为r2，若甲和乙的周期相同，则：（）
A、r1r2B、r1r2C、r1=r2D、无法比较
6、设月球绕地球运动的周期为27天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比r/R为（）
A.1/3B.1/9C.1/27D.1/18

【能力训练】
1、关于公式R3／T2=k,下列说法中正确的是（）
A.公式只适用于围绕太阳运行的行星B.不同星球的行星或卫星，k值均相等
C.围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等D.以上说法均错
2、地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为（）
A.1：27B.1：9C.1：3D.9：1
3、两颗小行星都绕太阳做圆周运动，它们的周期分别是T和3T，则（）
A、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1：3
B、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1：
C、它们绕太阳运转的速度之比是：1：4
D、它们受太阳的引力之比是9：7
4、开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是（）
A.k是一个与行星无关的常量B.R代表行星运动的轨道半径
C.T代表行星运动的自传周期D.T代表行星绕太阳运动的公转周期
5、关于天体的运动，以下说法正确的是（）
A.天体的运动与地面上物体的运动遵循不同的规律
B.天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动
C.太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动
D.太阳系中所有行星都绕太阳运动
6、关于太阳系中各行星的轨道，以下说法正确的是：（）
A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆
C.不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的
D.不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同
7、如果某恒星有一颗卫星，此卫星沿非常靠近此恒星的表面做匀速圆周运动的周期为T，则可估算此恒星的平均密度ρ=_________（万有引力常量为G）
8、两颗行星的质量分别是m1,m2，它们绕太阳运转轨道的半长轴分别为R1、R2，如果m1=2m2,R1=4R2,那么，它们的运行周期之比T1：T2=
9、已知两行星绕太阳运动的半长轴之比为b，则它们的公转周期之比为多少？
10、有一行星，距离太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的８倍，则该行星绕太阳公转周期是多少年？