云南省高中物理 6
2 太阳与行星间的引力学案 新人教版必修 2班级 姓名 学号 一、目标及其解析目标 1:知道行星绕太阳运动的原因
目标 2:知道太阳与行星间存在着引力作用
目标 3:知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源
目标 4:知 道太阳与行星间引力的方向和表达式
二、问题与例题问题 1:太阳对行星的引力与行星绕太阳运动所需向心力间有什么关系
为了简化问题,我们把行星的轨道当作圆来处理,那么太阳对行星的引力,就等于行星做匀速圆周运动的向心力 F,如图 6-2-1 所示,设行星的质量为 m,速度为 v,行星到太阳的距离为r,问题 2:太阳对行星的引力 F 与行星对太阳的引力 F′有什么关系
问题 3:如何推导太阳与行星间的引力公式
例题 1:设地球 E(质量为 M)是沿圆轨道绕太阳 S 运动的,当地球运动到位置 P 时,有一艘宇宙飞船(质量为 m)在太阳 和地球连线上的 A 处,从静止出发,在恒定的推进力 F 的作用下,沿 AP 方向做匀加速运动,如图 6-2-2 所示,两年后在 P 处(飞船之间的引力不计),根据以上条件,求地球与太阳之间 的引力
解析: 设半年时间为 t,地球绕太阳运行的半径为 R,则飞船由 A 到 P 点的时间为 4t,到 Q 点的时间为 5t,P、Q 两点的距离为 2R,据牛顿第二定律和运动学公式,得2R=①地球绕太阳运行的周期为一年,即 T=2t,其向心力由地球与太阳间的引力来提供,所以F 引=F 向=MR②将①代入②得 F 引=
答案: 拓展练习:两个行星的 质量分别为 m1、m2,绕太阳的轨道半径是 r1和 r 2,若它们只受太阳引力作用,那么它们与太阳之间引力之比为 ,它们的公转周期之比为
三、目标检测1
太阳对行星的引力(1)行星绕太阳做近似匀速圆周运动时,需要的向心力是由 提供的,设行星的质量为 m,速度为 v,行星到太阳的距