物理必修二导学案 - 图文

《第五章 曲线运动》学案

2.

规律的理解：若按圆轨道处理，行星的运动可总结出怎样的规律？ 第一点： 第二点： 第三点：

以上三条只是对行星运动的近似处理，并非行星运动的真实规律。 3. 行星绕太阳运动，其K值与_________无关，与_________有关 三、阅读：“科学足迹“，了解人类对行星运动规律的认识 1.托勒密的贡献； 2.哥白尼的贡献； 3.伽利略的贡献；

4.第谷·布拉赫的贡献； 5.开普勒的贡献。 ★例题精析

【例题1】关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ ） A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C.离太阳越近的行星的运动周期越长

D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等

【训练1】下列说法中正确的是（ ） A.“地心说”是错误的，“日心说”是对的，太阳是宇宙的中心 B.太阳也在绕银河系转动，运动是绝对的，静止是相对的

C.月球绕地球的运行轨道也是椭圆轨道，可近似看作匀速圆周运动

D.由开普勒定律可知，各行星都有近日点和远日点，且在近日点运动得快，在远日点运动得慢

拓展提高

★思维升华

? 行星运动轨道实质是椭圆，但可近似认为是圆周运动，可用匀速圆周运动规律分析。 ? 开普勒三个定律也适用于其他星系的运动分析，对月球和卫星绕地球的运动也是适用

的，但第三定律中的比值k是不同的. ★综合实践与创新

R3【思考题】关于公式2＝k，下列说法中正确的是（ ）

TA.公式只适用于围绕太阳运动的行星 B.公式只适用于太阳系中的行星和卫星

C.公式适用于宇宙中所有围绕星球运动的行星和卫星 D.公式也适用于人类发射的绕地球运动的卫星

自我测评 （第二课时）

1. 下列说法正确的是（ ）

A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点 B.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向 C.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 D.日心说的说法是正确的

2.飞船进入正常轨道后，因特殊情况而降低了轨道高度，那么飞船的线速度和周期分别将（ ）

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《第五章 曲线运动》学案

A.增大，减小

B.减小，增大

C.增大，增大

D.减小，减小

R33. 关于开普勒第三定律2?k，以下理解正确的是（ ）

TA. k是一个与行星无关的常量

B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R1，周期为T1，月球绕地球运转轨道的半长轴为

3R13R2R2，周期为T2，则2?2

T1T2C. T表示行星运动的自转周期 D. T表示行星运动的公转周期

4.2005年7月4日，美国宇航局的“深度撞击”计划在距离地球1.3亿千米处实施，上演了一幕“炮打彗星”的景象，目标是“坦普尔一号”彗星。假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其轨道周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（ ） A.绕太阳运动的角速度不变

B.近日点处线速度大于远地点处线速度 C.近日点处线速度等于远地点处线速度

D.其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数

5.把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周，由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得（ ）

A. 火星和地球的质量之比 B. 火星和太阳的质量之比

C. 火星和地球到太阳的距离之比 D. 火星和地球绕太阳运行速度之比 6.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图6－2所示，F1和F2是椭圆的两个焦点，行星在A点速率比在B点的速率大，则太阳应位于 F1 F2 A. A点 B. F1 点 C. F2点 D. B点 （ ） A 7.某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳的距离为a，远日点离太阳的距离为b，过近日点时行星的速率为va，则过远日点时的速率为（ ） A.vb?B bva aB.vb?ava bC.vb?ava bD.vb?bva a图6－2

8.有两颗行星围绕恒星运转，它们的运动周期之比为27:1，则它们的轨道半径之比为（ ）

A.1:27 B.9:1 C.27:1 D.1:9 9.若把开普勒定律应用到绕地球运动的卫星上，则卫星在离地越高的轨道上，周期越______。若让两个卫星在同一轨道上运动，是否会发生追碰现象？

10.地球公转运行的轨道半径R＝1.5×1011m，地球的公转周期为1年，土星运行的轨道半径

R′＝1.5×1012m，则其周期多长？

第2节 太阳与行星间的引力（第一课时）

学习目标

1. 了解太阳对行星的引力

2. 会用圆周运动规律近似研究行星的运动

3. 认识太阳与行星间力的作用的相互性，并能用公式讨论相互作用力的大小

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《第五章 曲线运动》学案

自主学习

1. 行星以太阳为圆心做匀速圆周运动需要_____________，设行星质量为m，线速度为v，

行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力Fn＝_____________。若行星绕太阳运动的周期为T， 则v与T的关系是____________，所以Fn还可以表示为__________。 2. 根据牛顿第三定律，太阳对行星的引力与行星对太阳的引力应性质相同，大小________，

方向__________，规律相同，是一对_______________________________。

3. 太阳与行星间的引力大小与_______________、______________成正比，与

_________________成反比。用公式表示F＝___________________ ★新知探究

一、太阳对行星的引力

1. 规律的发现：应用开普勒行星运动定律可知，行星做近似匀速圆周运动时，由运动参量

可知：

（1）向心力的基本公式：

（2）用周期表示的向心力公式：

（3）代入开普勒第三定律后的表达式： 2. 规律的理解：太阳对行星的引力与_____________成正比，与_________________成反比；

对任何行星都可成立关系式为_________________。 二、行星对太阳的引力

由牛顿第三定律及引力规律可得，行星吸引太阳的力的表达式为_____________________ 三、太阳与行星间的引力

1.概括太阳与行星间的相互引力大小可知： 2.表达式：

3.相互引力的方向 ★例题精析

【例题1】冥王星绕太阳运动的轨道半径约为地球绕太阳运动轨道半径的40倍，那么它绕太阳一周需要多少年？

解析：

【训练1】月球与地球之间的引力规律与太阳和行星之间的引力规律相同。若已知月球的周期为T，月球的质量为m，月球离地的高度为h，地球半径为R，则月球受地球的引力大小F为多少？地球受月球的引力大小F′为多少？

拓展提高

★思维升华

? 本节课采用动力学观点分析了太阳与行星间的引力规律，注意在那些地方使用了牛顿的

三个运动定律，哪处使用了开普勒第三定律。 ? 开普勒的行星运动定律和伽利略的自由落体定律，都是描述物体怎样运动的问题，因此

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《第五章 曲线运动》学案

都属于运动学的范畴，而牛顿则着手研究行星运动和自由落体运动的动力问题，所以属于动力学范畴，行星做曲线运动、自由落体是直线运动，它们都需要产生加速度的力。于是牛顿提出一假设：任何物体之间都存在一种相互吸引的力，这是物质的一种属性。这种力称为万有引力。 ★综合实践与创新

【思考题】我国1970年4月24日发射的第一颗人造地球卫星——“东方红”1号，周期是114min。你认为还需要知道哪些条件，就可以推算出它的平均轨道半径？请说明已知条件，并列出相应的计算式。（引力常量G已知）

自我测评 （第二课时）

1.行星之所以能绕太阳运行，是因为（ ） A.行星运动时的惯性作用

B.太阳是宇宙的控制中心，所有的星体都绕太阳旋转 C.太阳对行星有约束运动的引力作用 D.行星对太阳有排斥力的作用

2.若行星的质量为m，运动速度为v，运动周期为T，可看作匀度圆周运动，轨道半径为r，角速度为ω，则行星运动需要的向心力为（ ）

3.把行星运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可以写为T2＝kr3，则可推得（ ）

mv2A. F?

r4?2mrB. F? 2TC. F＝mω2r

D.F＝mωv

m 2r4?2mC.行星受太阳的引力为F?

kr2A.行星受太阳的引力为F?kB.行星受太阳的引力都相同

D.质量越大的行星受太阳的引力一定越小

4.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力相比较 A.是一对大小相等方向相反的作用力与反作用力 B.太阳吸引行星的力大，行星吸引太阳的力小

C.相互引力的大小与太阳和行星的质量的乘积成正比 D.相互引力的作用使行星绕太阳转，太阳也绕行星转

5. 地球周围有沿不同轨道运动的人造卫星，他们绕地球的运动规律（ ） A.也适合于用开普勒定律来解释 B.各颗卫星受到的引力可写为

F?m 2rC.不同半径的轨道上的卫星周期不同 D.卫星受地球的引力提供了向心力 6.关于太阳与行星间引力F?GMm的下列说法中正确的是（ ） 2rA.公式中G是引力常量，是人为规定的 B.这一规律可适用于其他星体间的引力 C.太阳与行星间的引力是一对平衡力

D.检验这一规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性

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