太阳与行星间的引力(教案)

6.2 太阳与行星间的引力【教学目标】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。

过程与方法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。

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【教学难点】太阳与行星间的引力公式的推导【教学课时】2课时【探究学习】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?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。

即：32a k T比值k 是一个与行星无关的常量。

教师活动：开普勒第三定律适用于圆轨道时，是怎样表述的？学生活动：思考并回答问题。

对某一行星来说，它绕太阳作匀速圆周运动，其轨道半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

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?今天我们共同来学习、探讨这一问题。

新课讲解教师活动：引导学生阅读教材第一、二段，思考下面的问题：1、在解释行星绕太阳运动的原因这一问题上，为什么牛顿能够成功，而其他科学家却失败了？你认为牛顿成功的关键是什么？学生活动：阅读课文，分组讨论，从课文中找出相应的答案。

学生代表发言。

教师活动：听取学生代表的见解，点评、总结。

过渡：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。

1、太阳对行星的引力教师活动：引导学生阅读教材，并投影出示以下提纲，让学生在练习本上独立推导：1、行星绕太阳作匀速圆周运动，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。

《太阳与行星间的引力》的教学设计● 教学环节1.发现效果;2.确定引力存在;3.探求太阳对行星引力大小;4.探求行星对太阳引力大小;5.探求行星与太阳之间的引力大小;6.总结，● 教学的难点一是如何经过师生互动协助先生用已有知识自主探求出三种引力的大小，让先生心服口服地接受得出的结论，感遭到结论的得出是一种思想的肯定，而不是偶然;让先生充沛体会逻辑推理的重要作用，享用逻辑推理之美。

二是在先生自主探求进程中如何在适当的时分适当引见先人(当然主要是牛顿)在事先的观念和思想进程，让先生充沛体会迷信研讨的方法，感受巨人们深邃的洞察力，超前的看法，学习大家的研讨风范。

● 关于发现效果环节的教学建议采用温习开普勒定律后提问的方法：是什么缘由招致行星绕太阳做如此谐和且有规律的运动呢?这是一种被普遍采用的引入新课的方法，他契合人们的思想习气，知其但是问其所以然是人类一种天分，因此建议采用此法引入新课。

另外为了添加理性看法，也可以播放行星椭圆运动的动画。

● 关于确定引力存在环节的教学建议教员让先生猜想是什么缘由，并依据自己已有的知识和阅历初步说出理由。

由于天体之间存在引力基本上曾经成为一种群众化的知识，因此先生基本上都可以回答出是引力，甚至说出是万有引力，因此重点不在这个结果上，而在先生能否说出他的依据，而且是有严密逻辑顺序的依据。

经过假定干个先生的发言、补充后，教员组织先生理出逻辑顺序：椭圆运动(至少速度变方向)→变速运动→减速度(由牛顿第二定律)→合外力→引力(这个逻辑顺序可以由投影出示)教员评价：大家之所以能顺利地确定引力存在是由于我们所处的时代，是由于上一章我们学过的圆周运动的知识，你知道几百年前迷信刚刚萌芽开展的时代迷信家们(不是普通民众)怎样回答的这个效果吗?教员复杂引见开普勒、笛卡儿、胡克、哈雷、牛顿等人的观念，其中开普勒以为是太阳收回的磁力;笛卡儿以为是流质涡旋带动;胡克、哈雷以为是太阳引力，甚至证明了假设行星轨道是圆形的，引力大小跟轨道半径的平方成正比(但关于椭圆轨道他们无法证明);牛顿支持胡克、哈雷的观念，而且对椭圆轨道也做了严厉的证明。

太阳与行星间的引力一、教学目标1. 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）知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源。

（3）在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方向和表达式，促进学生对此规律有初步理解。

2. 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. 情感态度与价值观（1）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）培育与他人合作的精神，将自己的见解与他人交流的愿望，和勇于修正错误的科学精神。

二、设计思路为了让学生了解建立物理模型、运用数学工具进行数学推导，从而发现物理规律的研究方法，本节课以学生的参与为主，教师的作适当、适量的引导和指导。

另外，可以把学生分析和解决问题的过程与科学家的探索工作比较，从而培育学生的科学情感，领悟研究方法。

教学中创造性地把书本上太阳对行星的引力与行星与太阳间距离的关系的理论推导过程设计为曲线拟合找规律的过程，从而使学生亲身参与科学探究的过程，切身体会科学探究的艰辛与快乐，掌握科学研究的思路和方法。

本节课的教学活动和学生活动的安排，力求按两条线索展开，明线是引导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（此前用于解决地球上的问题）解决天体运动，暗线是再现历史上牛顿完成这些探索性工作的细节和历史意义。

三、教学重点、难点1. 教学重点及其教学策略：重点：太阳与行星间引力的推导。

教学策略：引导学生动手参与推导过程，关注学生推导细节并及时交流和反馈，总结推导步骤；教师呈现推导过程要层次分明，突出关键。

2. 教学难点及其教学策略：难点：太阳与行星间引力的推导。

《太阳与行星间的引力》教学设计1、教学分析本节内容是安排在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间，目的是为了让学生体会“万有引力定律”的发现是经历了非常复杂艰辛的探究过程，而并不是轻而易举的事情；通过向学生介绍科学家对行星运动的原因的猜测从而激发学生对此问题的探究热情，最后由教师的引导来带动学生自主利用旧知识去推导太阳与行星之间的引力。

2、学情分析学生在学习这节内容之前，已经对力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念有较好的理解，并且已经掌握了匀速圆周运动的运动学规律，对利用牛顿运动定律解决动力学问题也比较熟练，所以，在推导太阳与行星运动规律时可把主动权交给学生，老师只当好“引路人”的角色。

3、教学目标（一）、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F G Mm。

r 2（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，从而体会到大自然中的奥秘。

4、教学重点、难点分析（一）、重点：明确太阳与行星间的引力让行星绕太阳做椭圆运动。

（二）、难点：1、如何引导帮助学生用已知的知识自主探究出三种引力的大小，在推导过程中让学生感受到逻辑推理的作用和魅力而不繁琐；2、如何在学生探究过程中适时适量介绍前人（主要是牛顿）在当时观点和思维过程，让学生体会科学研究方法，感受伟人敏锐的洞察力，超前的意识和他们的研究风范。

5、教学环节设计（壱）提出问题，猜想推测；（弐）确定引力存在；（参）探究太阳对行星的引力大小；（四）探究行星对太阳的引力大小；（伍）探究行星与太阳之间的引力大小；（六）总结6、教学用具：计算机，多媒体设备7、课时设计：1课时8、教学过程设计二、要求学生把它写成等式：共同提出： 引力与行星和太阳的质量成正比， 与两者距离的平方成反比： F ∝Mmr 2F =G Mm （ r2G 为比例系数）⎪ 2 ⎪9、小结板书（课件）6.2 太阳与行星的引力太阳对行星的引力：v 2 ⎪ F =m r ⎪ v =2πr T r 3 ⎪ ⎪ ⇒ F ∝ m ⎪ r 2 ⎪ 太阳与行星间的引力： 公式：F ＝ GMmr2方向：沿二者的连线指向对方T 2 =k ⎪行星对太阳的引力： F /∝ Mr10、教学反思这节课通过开放式的问题情境、活动，让学生独立思考，教师引导的方式，围绕教学内容，共同参与，通过师生、生生间的交流，比较、评价、互补、修正，完成整个探究过程，得出结论。

§62 太阳与行星间的引力一、【学习目标】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。

二、【重点难点】1. 应用圆周运动规律近似研究行星的运动2. 认识太阳与行星间力的作用的相互性，能用公式讨论相互作用力的大小三、【课前预习】一．知识复习1开普勒第一定律：所有行星都分别在大小不同的________上围绕 _________运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上。

2开普勒第二定律：对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过___________。

3开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的 __________跟公转周期的 __________的比值都相等。

即 k T r =23值只与 ________有关，与 ________无关。

二．新课内容（一）分析方法：1．提出问题 ：根据我们已有的知识和经验，你认为太阳和行星间引力的大小可能跟哪些因素有关？2猜想：可能影响太阳与行星间引力大小的因素有：太阳的质量、行星的质量、太阳和行星之间的距离、太阳的大小及形状、行星的大小及形状等等。

3．建立物理模型： 大多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，可以将行星的轨道按“圆”处理。

行星绕太阳做近似匀速圆周运动，可以将行星的轨道按匀速圆周运处理。

4． 演绎推理。

（二）推理过程：1太阳对行星的引力（1）行星绕_________________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=Tr π2代入F=r m r 2得F=224T mr π，再由开普勒第三定律T 2=k r 32r m 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。

多媒体视频，讲授法，分析引导法教学过程教师提示：F = 4n 2K 孚r量.那么究竟与太阳有没有关系， 什么关系呢？3.太阳受到的引力 (1)学生讨论：太阳受行星的引力作用吗 ？为什么？猜想这个力 与哪些因素有关？(2) 教师小结： 2 mF = 4n 2K 2r从另外一个角度看也应该跟太阳的质量 M 成正比。

教师设疑：这一点怎样从表达式中体现呢？ (3) 学生讨论：教师小结：开普勒定律中的常数与中心天体有关，所以引教师活动：用线拉小球作为道具，进一步体验曲线运动的受力要求 同学回答：线的拉力提供向心力。

(2)提供地球绕太阳运动的情景 ，假设未知数教师提示：从地上到宇宙，要改变任何物体的运动速度(包括改 变速度的方向)都需要力，使行星烟圆 或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点 的力，这个力应该是来自于太阳的引力。

(3)引导看书：伽俐略、胡克、哈雷等 科学家研究太阳对行星引力所做出的贡 献 2 •行星受到的引力究竟跟哪些因素有 关？T ,(1 )教师布置：结合第一个模型, 定量推导拉力的大小。

(2)讨论得出：向心力的来源若已知圆周运动周期为 F 向=卩 F 4 2F m —2— rT 2明确表达式中各物理量的含义： 既然是由引力提供向心力，那么引力就与从运动的角度m 、r 、T 都有关系(3) 方法指导：课本 36页问题与练习”第一题关键是指导学生认识向心力(大小和方向)表 示的两个常用途径，(4) (5)(6)对象过渡：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？结合学生的回答，联系天体的运行，课本 36页 问题与练2 m习”第二题，推导得到F=4n 2K~yr师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星 的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方mF g 飞r成反比。

即:中比值k 是一个与行星无关的恒受到。

6.2太阳与行星间的引力【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。

【过程与方法】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。

【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。

【教学重难点】1、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2、太阳与行星间的引力公式的推导【教学过程】★重难点一、牛顿的思考与推论★1．思考在前人对惯性研究的基础上，牛顿开始思考物体怎样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焦点的力，这个力应该就是太阳对它的引力。

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。

★重难点二、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．推导过程★特别提醒一、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，此时可利用等效的方法间接求解，或通过舍去次要因素、抓住主要矛盾的方法建立简化模型，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．根据向心力的方向特点，太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向。

4．我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用力，而且对其他天体之间的作用力也适用。

【典型例题】在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中,得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式,是一个很关键的论证步骤,这一步骤采用的论证方法是 （ ）A. 研究对象的选取B. 理想化过程C. 控制变量法D. 等效法【答案】 D【题组训练】1．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F ，则月球吸引地球的力的大小为 ( )A ．F /81B ．FC ．9FD ．81F2．(多选)我国发射的神舟飞船，进入预定轨道后绕地球做椭圆轨道运动，地球位于椭圆的一个焦点上，如图所示，神舟飞船从A 点运动到远地点B 的过程中，下列说法正确的是 ( )A ．神舟飞船受到的引力逐渐增大B ．神舟飞船的加速度逐渐增大C ．神舟飞船受到的引力逐渐减小D ．神舟飞船的加速度逐渐减小3．一个物体在地球表面所受的引力为G 0，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受的引力为 ( )A ．G 02B ．G 03C ．G 04D ．G 094．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(如图)，宇宙飞船受到地球与月球引力的合力为零。

§6.2太阳与行星间的引力【学习目标】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【学习重点】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【学习难点】太阳与行星间的引力公式的推导。

【自主学习】（一）太阳对行星的引力1．行星绕太阳作匀速圆周运动，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。

（二）行星对太阳的引力问题：行星对太阳的引力与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间又有何关系？请用学过的知识推导出来。

（三）太阳与行星间的引力问题：综合以上推导过程，推导出太阳与行星间的引力与太阳质量、行星质量、以及两者距离的关系式。

看看能够得出什么结论。

【例题分析】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。

【课堂练习】1．关于太阳系中行星运动的轨道，以下说法中正确的是：（）A．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆B ． 所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆C ．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不相同的D ．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是固定不变的2．关于天体的运动，以下说法中正确的是：（ ）A ． 天体的运动与地面上的运动所遵循的规律是不同的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围绕太阳运动3．设行星绕恒星运动轨道是圆，则其运动周期为T 的平方与其运行轨道半径R 的三次方之比为常数，即T 2/R 3=K ，那么K 的大小决定于（ ）A ．只与行星质量有关 B. 只与恒星质量无关C. 与行星和恒星质量都有关D. 与恒星的质量及行星的速率都无关【提高作业】4.据观测，某行星外围有一模糊不清的环，为了判断该环是连续物还是卫星群，测出了环中各层的线速度v 的大小与该层至行星中心的距离R .以下判断正确的是（ ）A.若v 与R 成正比，则环是连续物B.若v 与R 成反比，则环是连续物C.若v 2与R 成反比，则环是卫星群D.若v 2与R 成正比，则环是卫星群5.假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则A.根据公式v =ωr ，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式F =m r v 2，可知卫星所需的向心力将减小到原来的21 C.根据公式F =G 2rMm ，可知地球提供的向心力将减小到原来的41 D.根据上述选项B 和C 中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的22 6.两颗人造地球卫星，它们的质量之比2121::=m m ，它们的轨道半径之比3121::=R R ，那么它们所受的向心力之比=21F F :__________;它们的角速度之比=21ωω:____________.7.两颗卫星在同一轨道平面沿同方向绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R ，a 卫星离地面的高度等于R ，b 卫星离地面的高度为3R ，则：（1）a 、b 两卫星的周期之比T a :T b 是多少？[√2/4]（2）若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a 至少经过多少个周期两卫星相距最远？[0.77]。

高二物理人教版必修2 6.2太阳与行星间的引力教案伽利略：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。

二、引力的推导：太阳与行星间的引力F 跟行星到太阳的距离有关，然而它们之间有什么定量关系呢？关于这个问题我们可以将行星的运动简化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为22224v F m m r m r r T。

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224F m r T来表示向心力。

而且要寻找F 跟r 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？可以把开普勒第三定律变形为32r K T ，代入上式得到：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。

但是，如果中心天体的质量发生变化，引力F 变不变呢？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，它们之间有什么关系呢？怎样研究F 与M 的关系呢？思路分析：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？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。

6．2太阳与行间的引力教学重点对太阳与行星间引力的理解．教学难点使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复习 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） 导入新课情景导入当前已知太阳系中有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．不过，只有牛顿才给出了准确的解释……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．推动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?很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，也能够推测力的作用规律．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.．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 ，我们可使用什么知识把T 消去?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．所以可对此式变 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·对行星的引力为：r Tm F 224π= 由开普勒第三定律问题探究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．作业。

太阳与行星间的引力教案与反思一、教学目标1. 让学生了解太阳与行星间的引力关系，掌握万有引力定律。

2. 培养学生运用科学知识解释自然现象的能力。

3. 引导学生通过观察、思考、讨论，培养其科学探究精神。

二、教学内容1. 太阳与行星间的引力关系。

2. 万有引力定律的表达式及应用。

3. 太阳系中行星运动的规律。

三、教学重点与难点1. 教学重点：太阳与行星间的引力关系，万有引力定律的应用。

2. 教学难点：万有引力定律的推导，行星运动规律的理解。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生探究太阳与行星间的引力关系。

2. 运用多媒体演示，帮助学生形象地理解万有引力定律。

3. 组织学生进行小组讨论，培养学生的合作能力。

五、教学过程1. 导入：利用多媒体展示太阳系行星运动的图像，引导学生关注太阳与行星间的引力关系。

2. 新课导入：讲解太阳与行星间的引力关系，介绍万有引力定律。

3. 课堂讲解：详细讲解万有引力定律的表达式及应用，举例说明其在太阳系中的应用。

4. 案例分析：分析行星运动规律，引导学生运用万有引力定律解释相关现象。

5. 课堂练习：布置练习题，让学生运用万有引力定律解决问题。

6. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享各自的学习心得和感悟。

7. 总结与反思：对本节课的内容进行总结，引导学生反思自己在学习过程中的收获和不足。

8. 课后作业：布置相关作业，巩固所学知识。

9. 教学评价：通过课堂讲解、练习题、小组讨论等方式，评价学生的学习效果。

10. 教学反思：对本次教学进行反思，总结教学过程中的优点和不足，为下一步教学提供改进方向。

六、教学延伸1. 利用课外时间，组织学生进行太阳系模型制作，加深对太阳与行星间引力关系的理解。

2. 引导学生关注太阳系外行星的发现，了解现代天文学在太阳与行星间引力关系研究方面的最新进展。

七、教学评价1. 课堂讲解：评价学生对太阳与行星间引力关系、万有引力定律的理解程度。

2. 练习题：评价学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。

《太阳与行星间的引力》教学设计 ● 教材分析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。

● 教学重难点教学重点：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 教学难点：太阳与行星间的引力公式的推导● 课前准备计算机、投影仪等多媒体教学设备● 教学过程（一）复习提问，引入新课提问：开普勒行星运动三条定律的内容是什么？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。

即：32a k T比值k是一个与行星无关的常量。

总结：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，即行星怎样运动的。

那么行星为什么要做这样的运动呢?今天我们共同来学习、探讨这一问题。

（二）新课教学教师引导学生阅读教材第一、二段，思考下面的问题：在解释行星绕太阳运动的原因这一问题上，为什么牛顿能够成功，而其他科学家却失败了？你认为牛顿成功的关键是什么？学生阅读课文，分组讨论，从课文中找出相应的答案，选代表发言。

教师点评、总结并引导学生过渡到新课的教学上来。

《太阳与行星间的引力》教学设计山东省临清市第二中学尹月旺【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。

【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。

《6.2 太阳与行星间的引力》教学设计
一、教学流程
温故知新→发现问题→确定引力存在→探究太阳对行星引力大小→探究行星对太阳引力大小→探究行星与太阳之间的引力大小→总结
二、学情分析
学生在学习本章之前，已经对力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念有了较好的理解，并且掌握了自由落体、抛体和匀速圆周运动的运动学规律，能熟练运用牛顿运动定律来解决动力学问题。

并且在前一节的学习中已经知道开普勒行星运动定律，了解了开普勒第三定律的k的大小只与中心天体有关。

三、教学目标
1.知识与技能
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。

知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源。

知道太阳与行星间引力的方向和表达式，了解其推导过程，知道牛顿定律在推到太阳与行星间引力时的作用。

2.过程与方法
通过速度公式的代换，理解体会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法。

通过推导太阳与行星间的引力，体会依据已有规律进行演绎推理的科学探究过程。

3.情感态度与价值观
通过对万有引力公式“再发现”，培养学生严谨的、抽象的科学思维。

通过让学生自己尝试推导过程，体验科学研究的成就感，提升学习兴趣。

四、教学重、难点
重点：太阳与行星间的引力推导过程
难点：推导太阳与行星间的引力公式科学思维过程
五、教学过程
六、教学反思。

《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。

第2节太阳与行星间的引力教学设计甘肃省嘉峪关市第二中学王兴臣【设计思路】新课标人教版教材内容设置更为注重学生建立物理概念和物理规律的过程体验，突出学生在教师引导下利用所学知识来探究物理现象所蕴含的本质性规律。

引导学生在自主探究学习中一方面体会科学前辈们不畏艰辛、持之以恒的科学精神，另一方面从中体验和收获成功的喜悦、从而提升学习兴趣。

新课标教材将建立在开普勒行星运动三定律基础上的关于“太阳与行星间的引力”研究与“万有引力定律”的研究分置，这样的安排更加接近学生认识水平的渐进性和发展性特点、更加贴近科学探索的历史真实、更加符合科学研究的继承性和发展性。

我们安排本节教学时应注意突出新教材的这一科学立意，突出探究决定行星运动的动力学根源、引导学生体验科学家艰辛而富有成效的研究历程、引导学生学习物理模型建构方法、突出学生利用已有知识经验进行逻辑推理来发现物理现象蕴含的规律，应避免将教材第2节、第3节的内容合并进行“二合一”处理，以免回到旧教材的老路子上。

本节教学设计的主要程序流程是：将教学的主要内容分成相互关联、层层递进的三个逻辑层次，形成一个完整的逻辑链条。

第一层次：探究太阳对行星的吸引力。

这里要按照科学发展的渐进性和继承性特点组织教学活动：经过上千年的风风雨雨、人们付出了极大努力甚至是血的代价，才逐渐摆脱了“地心说”的束缚，建立了以哥白尼为代表的“日心说”，在此基础上开普勒发现了行星运动三定律，但这只是运动学规律，开普勒三定律从运动学层面揭示了行星运动的规律，他并未找到支配行星运动的本质规律，即行星为何会这样运动，是什么原因使得行星如此运动。

这就给学生留下了探索机会，进而引导启发学生追寻牛顿等科学前辈的足迹，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)理解太阳与行星之间存在吸引力，结合天文观测数据等实证资料将太阳、行星简化为质点，将椭圆轨道近似为圆形轨道，并结合开普勒第二定律和曲线运动知识，将简化后的圆周运动论证为匀速圆周运动，建立“日心-恒星参照系”（即以太阳中心为坐标原点的参照系并认为太阳静止不动，八大行星围绕太阳中心做匀速圆周运动。

物理ⅱ人教新课件6.2太阳与行星间的引力教案学习目标课标要求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。

重、难点根据开普勒行星运动定律、圆周运动知识和牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力公式.巩固基础1.下面关于太阳与行星间的引力的说法正确的选项是（）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正比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、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2.关于行星与太阳间的引力公式中G的理解正确的选项是（）A．与行星质量有关，而与太阳质量无关B．与太阳质量有关，而与行星质量无关C．与行星、太阳质量都有关D．与行星、太阳质量都无关3．太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个引力的大小（）A、与行星距太阳间的距离成正比B、与行星距太阳间的距离成反比C、与行星运动的速率的平方成正比D、与行星距太阳的距离的平方成反比4．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5．苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，发生这个现象的原因是（）A.由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果引力大造成的B.由于地球对苹果有引力，而苹果对地球无引力造成的C.苹果与地球间的引力是大小相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度D.以上说法都不对6．太阳与行星间的引力大小为 122Gm m F r =，其中G 为比例系数，由此关系式可知G 的单位是（ ） A. 22kg m N ⋅ B. 22m kg N ⋅ C.23s kg m ⋅ D. 2s m kg ⋅ 提升能力 7．关于地球和太阳，以下说法中正确的选项是（ ）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8．以下说法正确的选项是（ ）A.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式rv m F 2= 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Tr v π2= 这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由线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kT R =23 ，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，应用的公式，都是可以在实验室中得到证明的感悟经典宇宙的年龄星系的速度和它们之间的距离的关系成正比例关系，用公式表达为v=Hr ，其中v 表示星系的速度，r 表示星系之间的距离，H 是哈勃常数。