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1、6.2太阳与行星间的引力教学设计【设计思想】（一）教材分析太阳与行星间的引力是高中物理必修二第六章万有引力与航天的其次节,内容是从动力学的角度争论行星的运动,发觉太阳与行星间的引力规律.显现了从已知规律经演绎推理发觉未知物理规律的探究过程.是对同学进行科学探究过程训练的良好素材,也是本章的教学重点.（二）学情分析同学通过前面的学习,对运动和力的关系已有了较为深化的懂得,把握了抛 体运动及匀速圆周运动的规律. 并能娴熟的运用牛顿运动定律解决常见的两类动力学问题.能用开普勒三定律描述行星运动的规律.（三）设计思路基于教材内容和同学的学情,拟接受在老师引导下的同学自主探究模式进行教学.在课堂上老师设
2、疑引导勉励同学主动参加，主动摸索，主动探究,充分显现探究的过程,实现对同学探究才能的培育.接受多媒体帮忙教学,增大课堂容量.留意以问题为先导,引导同学在对问题的探究中学习物理.【教学目标】（一）学问与技能1，懂得太阳与行星间存在引力.2，能依据开普勒三定律和牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力公式.（二）过程与方法1，明白行星绕太阳运动缘由的熟识过程.2，通过太阳与行星间引力公式的推导过程, 体会规律推理在物理学中的重要性.（三）情感，态度与价值观1，体会科学发觉过程的曲折与艰辛.2，感受太阳与行星间的引力关系, 体会物理学的简洁美, 感受大自然的隐秘.【教学重点】依据开普勒行星三定律和牛顿运
3、动定律推导出太阳与行星间的引力公式【教学难点】太阳与行星间引力公式的推导【教学方法】引导探究规律推理可编辑资料 - - - 欢迎下载【教学过程】（一）复习旧学问 提出新问题仰视夜空,斗转星移,人们很想知道行星是怎样运动的.开普勒在前人工作的基础上,用他的行星运动三定律,简明地描述了行星运动的规律,同学们回忆一下,这三条定律的内容分别是什么 .同学摸索并回答.第确定律（轨道定律）：全部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.其次定律（面积定律）：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（周期定律）：全部行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比
4、值都相等.即：a32k （比值 k 是一个与行星无关的常量）T多数行星的轨道特别接近圆,假如按圆轨道来处理,开普勒三定律又该怎样表述呢？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.r 3可编辑资料 - - - 欢迎下载即T 2k （比值 k 是一个与行星无关的常量）可编辑资料 - - - 欢迎下载开普勒行星运动三定律解决了行星怎样运动的问题,人们对未知世界总是充满了奇怪和猜想, 人们很快又在想： 行星为什么要做这样的运动呢 . 这样运动的缘由是什么？（二）科学家们给出的答案我们第一来看一下那个时代的科学巨匠是怎样说明这个问题的.1，伽利略：一切物体
5、都有合并的趋势,这种趋势导致物体做圆周运动.2，开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用.3，笛卡儿：在行星的四周有旋转的物质作用在行星上, 使得行星绕太阳运动.4，胡克等 : 受到了太阳对它的引力,证明白假如行星的轨道是圆形的,其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比,但没法证明在椭圆轨道时规律也成立.在今日的我们看来这些说明都仍不够完善,这是由于那时关于运动和力的概 念及其关系仍没有建立. 他们不行能深化争论. 牛顿利用他的运动定律和超凡的数学才能明确地回答了这个问题：行星绕太阳运动是由于受到了太阳的引力作用,并从运动与力关系动身,深化探究了这种力,发觉了万有引力定律.这里我们将追
6、寻牛顿的脚印,体验牛顿的思维方式和推理过程.为了简化问题,我们把行星的轨道当做圆来处理.可编辑资料 - - - 欢迎下载（三）追寻牛顿的脚印探究太阳与行星间的引力一，太阳对行星的引力显现问题：太阳对行星引力的大小应当由哪些物理量预备？ 引导同学做出猜想.我们应当怎样探究这个力？争论力和运动的关系,物体受力情形预备了其运动状态,运动状态反映了受力情形.我们通过争论行星运动的规律来探究这个力.显现推导过程.行星在绕太阳做匀速圆周运动,如何确定它需要向心力的大小？ 1如已知某行星匀速圆周运动轨道的半径为r ,线速度为 v,质量为 m,就它需要的向心力：mv 2F向r2. 引导：天文观测能直接得到行星
7、的线速度吗？能直接观测的是什么？该怎样变化刚才的公式？将 v2r T可编辑资料 - - - 欢迎下载代入 F向4mv2r2mr可编辑资料 - - - 欢迎下载得 F向2T3. 引导：这是行星绕太阳运动所需要的向心力, 我们要求的是太阳对行星的引力, 它需要的向心力和太阳对该行星的吸引力有什么关系？是太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力,故有：F太行F向可编辑资料 - - - 欢迎下载即：F太行42 mr T 2可编辑资料 - - - 欢迎下载4. 周期是描述行星运动状态的物理量, 我们说力预备物体的运动, 运动反映了物体的受力, 行星运动的周期不应当是预备太阳对行星的引力大小的物理
8、量, 我们必需将周期 T 去掉,怎么办呢？32引导：由开普勒第三定律 rkT可编辑资料 - - - 欢迎下载可得 T 2r 3k4 2km可编辑资料 - - - 欢迎下载代入上式得F太行2r可编辑资料 - - - 欢迎下载5. 再共同分析公式中除了 m，r 以外,其余都是常量,对任何行星都相同,这应可编辑资料 - - - 欢迎下载该是太阳对行星引力的预备式.即 :mF太行2r可编辑资料 - - - 欢迎下载说明：太阳对行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和太阳的距离的二次方成反比.二，行星对太阳的引力太阳对行星引力的大小和太阳有关吗？我们该怎样去探究呢？ 引导说明变换争论对象.由牛顿第三定律
9、可知行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是一对作用力与反作用力,二者同性等大,那么它们的大小应当具有相像的表达式,可编辑资料 - - - 欢迎下载所以应有：M2F 行太r可编辑资料 - - - 欢迎下载三，太阳与行星间的引力太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对作用力与反作用力,二者性质相同且大小相等,那么它们的大小应当具有相同的表达式,可编辑资料 - - - 欢迎下载因此 F太行m2 和 F行太rMmM2 应当能够合二为一,你能做的到吗？r可编辑资料 - - - 欢迎下载组织争论得出 : F2r说明该式的物理意义：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
10、.引导同学写成等式即：FG Mmr 2式中 G 为比例系数,与太阳，行星的质量无关, 引力的方向：沿着太阳和行星的连线.从第谷的几千个数据到开普勒的三个定律再到牛顿的一个公式,让同学体会物理的简洁美.【课堂小结】本节课探究了太阳与行星间引力的表达式可编辑资料 - - - 欢迎下载一，太阳对行星的引力mF太行2r可编辑资料 - - - 欢迎下载二，行星对太阳的引力MF行太2r可编辑资料 - - - 欢迎下载G2三，太阳与行星间的引力 FMmr【课堂练习】例 1，以下关于太阳对行星引力的说法中正确选项（）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
11、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试验得出的D. 太阳对行星的引力规律是由开普勒行星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例 2，两颗行星的质量分别为 m1,m2,它们绕太阳运行的轨道半径分别为R1, R2,假如 m1=2m2,R1=4R2,那么它们受到太阳的引力之比为多少？【摸索争论】明白了行星绕太阳运动缘由的熟识过程,你有哪些感受？【课后作业】1，完成课本 36 页“问题与练习”第 1，2 题.2，牛顿曾说：“假如说我比别人看得更远些 , 那是由于我站在了巨人的肩上” .通过学习本节内容,你对这句话如何懂得,怎样才能站在巨人的肩上？3，摸索：行星绕太阳运动的规律是否也适用于月球绕地球运动？【板书设计】太阳与行星间的引力可编辑资料 - - - 欢迎下载一，太阳对行星的引力mF太行2r可编辑资料 - - - 欢迎下载二，行星对太阳的引力MF行太2r可编辑资料 - - - 欢迎下载三，太阳与行星间的引力FG Mm可编辑资料 - - - 欢迎下载r 2可编辑资料 - - - 欢迎下载
