人教版高中物理必修二高一能力提升：6-2太阳与行星间的引力

高中物理学习材料桑水制作能力提升1．下列说法正确的是( )A．研究物体的平抛运动是根据物体所受的力去探究物体的运动情况B．研究物体的平抛运动是根据物体的运动去探究物体的受力情况C．研究行星绕太阳的运动是根据行星的运动去探究它的受力情况D．研究行星绕太阳的运动是根据行星的受力情况去探究行星的运动情况答案：AC解析：平抛运动是初速度沿水平方向，物体只在重力作用下的运动，是根据物体所受的力去探究物体运动的规律。

而行星绕太阳的运动规律是观测得出的，是根据行星绕太阳的运动规律探究行星的受力情况。

2.(原创题)2013年6月13日，“神舟十号”飞船与“天宫一号”飞行器自动成功对接，航天员聂海胜、张晓光、王亚平在“天宫一号”中处于完全失重状态(如图)对于太空舱中的航天员，下列说法正确的是( )A．航天员处于平衡状态B．航天员不受任何力的作用C．航天员的加速度恒定不变D．航天员受到地球的引力作用答案：D3．两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是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．1 B.m1r1 m2r2C.m1r2m2r1D.r22r21答案：D解析：设行星m1、m2的向心力分别是F1、F2，由太阳与行星间的作用规律可得F1∝m1r21、F2∝m2r22，则a1＝F1m1、a2＝F2m2，故a1a2＝r22r21，D选项正确。

4．在地球赤道上的A点处静止放置一个小物体，现在设想地球对小物体的万有引力突然消失，则在数小时内小物体相对地面A处来说，将( )A．原地不动，物体对地面的压力消失B．向上并逐渐偏向西飞去C．向上并逐渐偏向东飞去D．一直垂直向上飞去答案：B解析：由于地球对物体的引力，物体与地球保持相对静止；地球在自西向东转动，物体也是这样，且越靠近地球，物体转动的角速度越大。

一旦地球对物体的引力突然消失，这个物体就会做离心运动，故选B。

5．我国已启动月球探测计划“嫦娥工程”，如图为设想中的“嫦娥1号”月球探测器飞行路线示意图。

（精心整理，诚意制作）6.2 太阳与行星间的引力【学业达标测试】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【解析】选C.太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′为一对作用力与反作用力,据牛顿第三定律知,二者等大反向,C对.2.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,这个向心力大小（）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【解析】选D.根据F= 知F与r2成反比,A、B、C错误，D正确.3.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.81F【解析】选B.地球吸引月球的力与月球吸引地球的力是一对作用力与反作用力.根据牛顿第三定律,这两个力大小相等,所以月球吸引地球的力的大小也为F.4.(20xx·新余高一检测)万有引力定律首先揭示了自然界物体间的基本相互作用规律,则( )A.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的B.人造地球卫星离地球越远,受到地球的万有引力越大C.人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D.宇宙飞船内的宇航员处于失重状态,是由于没有受到万有引力的作用【解析】选C.重力是由地球的吸引产生的,A错.卫星与地球间的引力与它们距离的二次方成反比,距离越大,引力越小,B错.人造地球卫星只受地球对它的万有引力,此力就是卫星的向心力,C 对.万有引力什么情况下都有.宇航员处于失重状态,是因他所受的万有引力提供了向心力,D错.5.一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【素能综合检测】一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分.至少一个选项正确）1.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【解析】选C.行星绕太阳做曲线运动,轨迹向太阳方向弯曲,是因为太阳对行星有引力作用,C 对.行星之所以没有落向太阳,是因为引力提供了向心力,并非是对太阳有排斥力,D错.惯性应使行星沿直线运动,A错.太阳不是宇宙中心,并非所有星体都绕太阳运动,B错.2.关于太阳与行星间引力F= 的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4.(20xx·兰州高一检测)地球质量大约是月球质量的81倍,一个飞行器在地球与月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为( )A.1∶9B.9∶1C.1∶10D.10∶15.(20xx·北京育才中学高一检测）已知太阳的质量为1.97×1030 kg,地球的质量为5.98×1024 kg,太阳的体积是2 000 亿亿亿立方米,是地球的130.25万倍,太阳的半径为6.96×108m,地球的半径为6.37×106 m,太阳与地球的平均距离是1.49×1011 m,引力常量为6.672×10-11 N·m2/kg2.则它们之间的引力接近下面的哪个值( )A.5×1033 NB.4×1021 NC.4×1022 ND.4×10-9 N二、非选择题(本题包括3小题，共30分.有必要的文字叙述)6.(思维拓展题)(10分)一位同学根据向心力F=m推断，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∝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.这两个同学谁说的对?为什么?【解析】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,它取决于卫星的速度和半径的变化关系,而卫星运动受到的向心力的变化情况则由公式F∝来判断,它的变化情况取决于卫星与中心天体间的距离.第二位同学说的对,第一位同学说的错.因为根据向心力公式F=,只有当运动速度v一定时,需要的向心力F才与轨道半径r成反比.根据开普勒定律可知,卫星的速率将随轨道半径的增大而减小,所以向心力F不与轨道半径r成反比;另外,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成反比.故当卫星的轨道半径增大至2倍时,向心力减小为原来的 1/4 .答案:第二位同学说的对 原因见解析7.(10分)最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后曾发射过许多探测器.称为“火星探路者”的火星探测器曾于19xx年登上火星.20xx年，又有“勇气”号和“机遇”号探测器登上火星.已知地球质量约是火星质量的9.3倍,地球直径约是火星直径的1.9倍，探测器在地球表面和火星表面所受引力的比值是多少？［探究·创新］8.(10分)一宇宙飞船靠近某行星时,绕行星表面做匀速圆周运动,随后在行星上着陆,为了测定该行星的质量,宇航员带有简单仪器:秒表、天平、弹簧测力计、水银气压计、质量为m的钩码.(1)请为他设计一个可行性的测量方案,简述步骤;(2)导出行星质量表达式,引力常量G可作为已知.。

太阳与行星间的引力教学设计6-2太阳与行星间的引力【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。

人教版高中物理必修2第6章第2节 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笫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A 阳与行星间的引力公式，体会逻辑推理在物理学屮的重要性。

一【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问的引力公式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 改变速度都筒要力。

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Z 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★ 引力 规律太阳对行 星的引力太阳对不同行星的引力，与行星的质量刃成正比， 与行星和太阳间距离的二次方成反比，即F*马r行星对太 阳的引力 行星对太阳的引力与太阳的质量M 成正比，与行星和太阳间距离 M的二次方成反比，即太阳与行星间的引力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Q 竺竺,G为比例系数，其大广小与太阳和行星的质量无关，引力的方向沿二者的连线。

A 阳与行星间引力规律的推导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”处理 开普勒第三定律T~二 代人得F -411% .斗 由牛顿第三定律得岀行 星对太阳的引力FQ 理r------- >综合整理Fee 啤 ------- > 写成等式F-G Mm r r★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。

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课时提升卷(九)太阳与行星间的引力(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分。

每小题至少有一个选项正确)1.20xx年11月19日1时30分夜空出现了壮美的天文奇观——流星雨大爆发。

此次狮子座流星雨来自于33年回归一次的坦普尔—塔特尔彗星。

彗星的碎屑高速运行并与地球相遇,部分落入地球大气层燃烧,形成划过天空的流星雨。

这次流星雨最亮的流星超过满月的亮度。

下列有关说法中正确的是()A.流星对地球的吸引力小于地球对流星的吸引力,所以流星落向地球B.流星进入大气层后,速度越来越大,加速度越来越大C.流星对地球的引力和地球对流星的引力大小相等,但流星的质量小,加速度大,所以改变运动方向落向地球D.这次流星雨是在受到坦普尔—塔特尔彗星斥力作用下落向地球的2.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. B.F C.9F D.81F3.在地球赤道上的A点静止放置一个小物体,现在设想地球对小物体的万有引力突然消失,则在数小时内小物体相对地面A点来说,将()A.原地不动,物体对地面的压力消失B.向上并逐渐偏向西飞去C.向上并逐渐偏向东飞去D.一直垂直向上飞去4.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球绕太阳做匀速圆周运动的半径的4倍,则这颗小行星运转的周期是()A.4年B.6年C.8年D.9年5.(20xx·长沙高一检测)最近,科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星系中的一行星,并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为1200年,它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍。

假定该行星绕恒星运动的轨道和地球绕太阳运动的轨道都是圆周,仅利用以上两个数据可以求出的量有()A.恒星的质量与太阳的质量之比B.恒星的密度与太阳的密度之比C.行星的质量与地球的质量之比D.行星运行的速度与地球公转的速度之比6.(20xx·大连高一检测)设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经过长时间开采后,地球仍可看作是均匀的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动。