2 《太阳与行星间的引力》导学案【学习目标】1.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,了解牛顿定律在推导过程中的作用
4.领会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法
【重点难点】太阳与行星间引力表达式的推导过程【学法指导】认真阅读教材,体会太阳和行星间引力表达式的推导过程,领略科学推理的奥妙【知识链接】1.开普勒第一定律——轨道定律:所有行星都在_______轨道上绕太阳运动,太阳处在椭圆的一个________上;2.开普勒第二定律——面积定律:对每个行星来说,太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的_______;3.开普勒第三定律——周期定律:所有行星的轨道的_________的三次方跟公转______的二次方的比值都相等,表达式为______ _________【学习过程】一、对太阳与行星间引力的探究1.问题的提出:开普勒发现行星运动规律后,人们开始更深入的思考,是什么原因使行星绕太阳运动呢
2.猜想与假设:(1)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
(2)开普勒:受到了来自太阳的类似于磁力的作用
(3)笛卡儿:在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上,使得行星绕太阳运动
(4)胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力,证明了如果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上也成立
(5)牛顿:在前人的基础上,证明了:如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比,则行星的轨迹是椭圆
并且阐述了普遍意义下的万有引力定律
3.简化模型:将行星轨道按照____来处理,所有行星都在做匀速圆周运动
4.演绎与推理:(1)根据牛顿第二定律和开普勒行星运动定律,推出太阳对行星的引力2rmF 推导:______