引力规律

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6.2太阳与行星间的引力姓名班级组别
【学习目标】
1.理解太阳与行星间引力的存在
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,记住推导出的引力公式.
【学习难点】太阳与行星间的引力公式的推导过程.
【自主学习】先阅读课本,再回答问题
一、开普勒定律发现之后,哪些科学家进行了进一步研究?他们的观点是什么?牛顿研究的优势以及更进一步的贡献是什么?
二、太阳对行星的引力
(B级)1、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,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。

(B级)2、行星运动的线速度v与周期T的关系式如何?天文观测难以直接得到行星的速度v,但可以得到行星的公转周期T,写出用T表示向心力的表达式。

(B级)3、如何应用开普勒第三定律消去周期T?写出消去周期T后向心力的表达式。

(引导:这是行星需要的向心力,我们要求的是太阳对行星的引力,这两个力有关系吗?)(B级)4、写出太阳对行星的引力F与距离r的比例式,说明比例式的意义。

(C级)5、结论:太阳对不同行星的引力,与行星的成正比,与行星和太阳间的成反比。

三、行星对太阳的引力
(C级)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?根
据什么得出的?
四、(C级)太阳与行星间的引力概括起来有什么关系式?太阳与行星间的引力大小表达式为?方向呢?
【合作探究】
1、(A级)两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动,它们的质量之比m1:m2=p,轨道半径之比r1:r2=q,则求它们的公转周期之比,它们受到太阳的引力之比。

(提示:求公转周期比选用开普勒第三定律,求引力比直接选用本节课的规律)
2、(A级)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。

【自我检测】 1、(C 级)行星之所以绕太阳运动,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,所以星体都绕太阳旋转
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 2、(B 级)下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是 ( )
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和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的
3、(A 级)关于太阳与行星间引力2r
Mm
G F 的下列说法中正确的是 ( )
A 、公式中的 G 是比例系数,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 、太阳与行星的引力是一对平衡力
D 、检验这一规律是否适用于其它天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性
4.一位同学根据向心力F=m r
v 2
.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 ∝ 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?
5.与行星绕太阳运动一样,卫星之所以能绕地球运动也同样是因为它受到地球的引力,假设有一颗人造地球卫星,质量为m ,绕地球运动的周期为T ,轨道半径为r ,则应有F =4π2
mr
T
2.由此有人得出结
论:地球对卫星的引力F 应与r 成正比,你认为该结论是否正确?若不正确错在何处?。