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高中物理 第六章 萬(wàn)有引力與航天 2 太陽(yáng)與行星間的引力課件 新人教版必修2

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1、第六章2太陽(yáng)與行星間的引力學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道太陽(yáng)與行星間存在引力.2.能利用開(kāi)普勒定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星之間的引力表達(dá)式.3.通過(guò)推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力公式,體會(huì)邏輯推理在物理學(xué)中的重要性.內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)梳理 重點(diǎn)知識(shí)探究 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)自主預(yù)習(xí)梳理1.模型簡(jiǎn)化:行星以太陽(yáng)為圓心做 運(yùn)動(dòng).太陽(yáng)對(duì)行星的引力,就等于行星做 運(yùn)動(dòng)的向心力.2.太陽(yáng)對(duì)行星的引力:根據(jù)牛頓第二定律 和開(kāi)普勒第三定律 可得:F .這表明:太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力,與行星的質(zhì)量成 ,與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成 .太陽(yáng)與行星間的引力太陽(yáng)與行星間的引力勻速圓周勻速圓周反比正比3.行星對(duì)太陽(yáng)的引力:太陽(yáng)與行星的地位相同

2、,因此行星對(duì)太陽(yáng)的引力和太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律相同,即F .4.太陽(yáng)與行星間的引力:根據(jù)牛頓第三定律FF,所以有F ,寫(xiě)成等式就是F .1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)公式Fm 實(shí)際上是牛頓第二定律,是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的.( )(2)公式 k是開(kāi)普勒第三定律,是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的.( )(3)在探究太陽(yáng)與行星間引力的時(shí)候,牛頓認(rèn)為太陽(yáng)對(duì)行星的引力大于行星對(duì)太陽(yáng)的引力.( )即學(xué)即用即學(xué)即用2.地球的質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍,若地球吸引月球的力的大小為F,則月球吸引地球的力的大小為_(kāi).F重點(diǎn)知識(shí)探究太陽(yáng)與行星間的引力導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究(1)若行星的質(zhì)量為m,行星到太陽(yáng)的距離為r,行星運(yùn)行周期

3、為T(mén),則行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力的大小如何表示?答案(2)根據(jù)牛頓第三定律,太陽(yáng)和行星間的引力與太陽(yáng)質(zhì)量M、太陽(yáng)到行星的距離r有怎樣的關(guān)系?答案答案答案 見(jiàn)知識(shí)深化答案答案 見(jiàn)知識(shí)深化太陽(yáng)與行星間引力的推導(dǎo)1.兩個(gè)理想化模型(1)將行星繞太陽(yáng)的橢圓運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng).(2)將天體看成質(zhì)點(diǎn),且質(zhì)量集中在球心上.知識(shí)深化知識(shí)深化2.推導(dǎo)過(guò)程解析解析F和F大小相等、方向相反,是作用力和反作用力,太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,故正確答案為B、D.例例1(多選)根據(jù)開(kāi)普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)知:太陽(yáng)對(duì)行星的引力F ,行星對(duì)太陽(yáng)的引力F ,其中M、m、r分別為太陽(yáng)

4、、行星質(zhì)量和太陽(yáng)與行星間的距離,下列說(shuō)法正確的是A.由F 和F ,得FFmMB.F和F大小相等,是作用力與反作用力C.F和F大小相等,是同一個(gè)力D.太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力解析答案解析解析行星圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供向心力,與太陽(yáng)和行星質(zhì)量的乘積成正比,與行星到太陽(yáng)的距離的平方成反比,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,C正確.例例2太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供了行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,這個(gè)向心力大小A.與行星距太陽(yáng)的距離成正比B.與行星距太陽(yáng)的距離成反比C.與行星距太陽(yáng)的距離的平方成反比D.只與太陽(yáng)質(zhì)量成正比,與行星質(zhì)量無(wú)關(guān)解析答案當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(行星運(yùn)動(dòng)向心

5、力來(lái)源)如果認(rèn)為行星圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么下列說(shuō)法中正確的是A.行星受到太陽(yáng)的引力,引力提供行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力B.行星受到太陽(yáng)的引力,行星運(yùn)動(dòng)不需要向心力C.行星同時(shí)受到太陽(yáng)的萬(wàn)有引力和向心力D.行星受到太陽(yáng)的引力與它運(yùn)動(dòng)的向心力不相等5解析答案1234解析解析行星受到太陽(yáng)的引力,引力提供行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;向心力是效果力,實(shí)際受力分析時(shí)不分析向心力,行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于太陽(yáng)的引力,行星受到太陽(yáng)的萬(wàn)有引力與它運(yùn)行的向心力相等,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.512342.(對(duì)太陽(yáng)與行星間引力的認(rèn)識(shí))在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)與行星間引力的過(guò)程中,得出太陽(yáng)對(duì)行星的引力表達(dá)

6、式后推出行星對(duì)太陽(yáng)的引力表達(dá)式,這是一個(gè)很關(guān)鍵的論證步驟,這一步驟采用的論證方法是A.研究對(duì)象的選取 B.理想化過(guò)程C.類(lèi)比 D.等效答案解析512343.(對(duì)太陽(yáng)與行星間引力的認(rèn)識(shí))(多選)下列關(guān)于行星對(duì)太陽(yáng)的引力的說(shuō)法中,正確的是A.行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)對(duì)行星的引力是同一性質(zhì)的力B.太陽(yáng)對(duì)行星的引力大于行星對(duì)太陽(yáng)的引力C.行星對(duì)太陽(yáng)的引力大小與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比,與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)D.與行星到太陽(yáng)的距離的二次方成反比答案512344.(對(duì)太陽(yáng)與行星間引力的認(rèn)識(shí))(多選)牛頓在研究太陽(yáng)與行星之間的引力時(shí),把行星的運(yùn)動(dòng)看成是以太陽(yáng)為圓心的勻速圓周運(yùn)動(dòng),總結(jié)出了太陽(yáng)與行星相互作用力的規(guī)律F ,可以

7、看出,太陽(yáng)與行星間的作用是與行星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)的.下列關(guān)于行星在繞太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)時(shí)的說(shuō)法正確的是A.行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)受太陽(yáng)的引力最小B.行星在近日點(diǎn)受太陽(yáng)的引力最小C.行星從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,引力方向與速度方向之間的夾角 大于90D.行星從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,引力方向與速度方向之間的夾角 大于90解析答案51234解析解析由F 可知,行星在近日點(diǎn)r最小,F(xiàn)最大.在遠(yuǎn)日點(diǎn)r最大,F(xiàn)最小,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤.行星從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)移動(dòng)時(shí),速度不斷增大,由做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知此時(shí)行星受力方向與速度方向之間的夾角一定小于90,相反的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中夾角大于90,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.512345.(太陽(yáng)與行星間引力公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用)兩個(gè)行星的質(zhì)量分別為m1和m2,繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑分別為r1和r2,如果它們只受太陽(yáng)引力的作用,那么這兩個(gè)行星的向心加速度之比為A.11 B.m1r1m2r2C.m1r2m2r1答案解析51234

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