（新课标）高考物理 1.2.2 太阳与行星间的引力学案-人教版高三全册物理学案

1.2.2 太阳与行星间的引力学习目标核心凝炼1.知道太阳与行星间存在引力。2 种方法——建立物理模型法、逻辑推理法2.能利用开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式。3.通过推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推理在物理学中的重要性。[观图助学]如图所示，行星绕太阳做的匀速圆周运动，与我们平常生活中见到的匀速圆周运动是否一样也需要向心力？什么力提供了行星做圆周运动的向心力？这种力有什么特点？1.太阳对行星的引力：根据牛顿第二定律 F＝m 和开普勒第三定律∝k，可得：F∝。这表明：太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比。2.行星对太阳的引力：从太阳与行星间相互作用的角度来看，两者的地位相同，因此行星对太阳的引力和太阳对行星的引力规律相同，即 F′∝。3.太阳与行星间的引力：根据牛顿第三定律 F＝F′，所以有 F∝，写成等式就是 F＝G。 [理解概念]判断下列说法是否正确。(1)太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是不同性质的力。(×)(2)行星绕太阳运动的原因是它们受到太阳的引力。(√)(3)太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与它们之间的距离成反比。(×)(4)太阳对行星的引力比行星对太阳的引力大。(×) 太阳与行星间的引力的理解[观察探究]如图 1 所示，太阳系中的行星围绕太阳做匀速圆周运动。图 1(1)为什么行星会围绕太阳做圆周运动？(2)太阳对不同行星的引力与行星的质量是什么关系？(3)行星对太阳的引力与太阳的质量是什么关系？答案 (1)因为行星受太阳的引力，引力提供向心力。(2)与行星的质量成正比。(3)与太阳的质量成正比。[探究归纳] 1.建立两个理想化模型(1)匀速圆周运动模型：由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看成匀速圆周运动。(2)质点模型：由于天体间的距离很远，研究天体间的引力时将天体看成质点，即天体的质量集中在球心上。2.推导过程(1)太阳对行星的引力(2)太阳与行星间的引力3.太阳与行星间的引力的特点：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。太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向。4.公式 F＝G 的适用范围：在已有的观测结果(开普勒行星运动定律)和理论引导(牛顿运动定律)下进行推测和分析，所得出的结论不但适用于行星与太阳之间的作用力，而且对其他天体之间的作用力也适用。[试题案例...