6.4万有引力理论的成就.doc

省镇中2012级高一物理学案 必修2 第六章 万有引力与航天6.4 万有引力理论的成就学习目标1了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2会用万有引力定律计算天体质量。3理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。重点与难点1行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。2根据已有条件求中心天体的质量。情境导入 让学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，同时考虑下列问题投影出示：1应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?2求解天体质量的方程依据是什么?知识梳理互动探究1不考虑地球的自转时，地面上质量为m的物体所受的重力与地球对它的万有引力 ，即： 。2万有引力在天文学中应用的基本方法：将天体的运动近似看作 运动，其所需的向心力来自于 ，然后结合向心力公式有= = = （用v、T表示），根据不同的情况，灵活选择应用不同的表达式。3天体的质量：通过观察测量绕天体或卫星运行的周期T及轨道半径r，由于天体或卫星匀速圆周运动的向心力来源于万有引力，所以 ，由此得 。4 和 的发现是万有引力定律在天文学上取得的重大成绩。投影出示：1.天体实际做何运动?而我们通常可认为做什么运动?2.描述匀速圆周运动的物理量有哪些?3.根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法?4.应用天体运动的动力学方程万有引力充当向心力求出的天体质量有几种表达式?各是什么?各有什么特点?5.应用此方法能否求出环绕天体的质量? 课堂巩固 难点突破1人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有（ ）A轨道半径越大，速度越小，周期越长 B轨道半径越大，速度越大，周期越短C轨道半径越大，速度越大，周期越长 D轨道半径越小，速度越小，周期越长2设两人造地球卫星的质量比为1：2，到地球球心的距离比为1：3，则它们的（ ）A周期比为3：1 B线速度比为1：3C向心加速度比为1：9 D向心力之比为9：23. 甲、乙两个做匀速圆周运动的卫星，角速度和线速度分别为1、2和v1、v2，如果它们的轨道半径之比R1:R2=1:2，则下列说法中正确的是( )A B1:2=2:1 C D4宇宙飞船在一个星球表面附近做匀速圆周运动，宇航员要估测星球的密度，只需要测定飞船的（ ）A环绕半径 B.环绕速度 C.环绕周期 D.环绕角速度52002年四月下旬，天空中出现了水星、金星、火星、木星、土星近乎直线排列的“五星连珠”的奇观，这种现象的概率大约是几百年一次。假设火星和木星绕太阳作匀速圆周运动，周期分别是T1和T2，而且火星离太阳较近，它们绕太阳运动的轨道基本上在同一平面内，若某一时刻火星和木星都在太阳的同一侧，三者在一条直线上排列，那么再经过多长的时间将第二次出现这种现象（ ）A B C D6.两颗靠得较近天体叫“双星”，它们以两者重心联线上的某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于因引力作用而吸引在一起，以下关于双星的说法中正确的是（ ）A它们做圆周运动的角速度与其质量成反比 B它们做圆周运动的线速度与其质量成反比C它们所受向心力与其质量成反比 D它们做圆周运动的半径与其质量成反比7已知引力常量G和下列各组数据，可以计算出地球质量的是（ ）A.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离B.月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离C.人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期D.若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度8地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，可以用下述哪个式子来估算地球的平均密度（ ）A. B. C. D. 9地球半径R0，地面重力加速度为g，若卫星距地面R0处做匀速圆周运动，则 ( ) A卫星的速度为 B. 卫星的角速度为C卫星的加速度为g/2 D卫星的周期为10近地卫星因受大气阻力作用，轨道半径逐渐减小时，速度将 ，环绕周期将 ，所受向心力将 。11地球半径为R，表面的重力加速度为g，卫星在距地面高R处作匀速圆周运动时，线速度为 ，角速度为 ，加速度为 ，周期为 。12某人站在星球上以速度v1竖直上抛一物体，经t秒后物体落回手中，已知星球半径为R，现将此物沿星球表面平抛，要使其不再落回球，则抛出的速度至少为 。13在电视直播节目里，可以发现中央电视台现场的主持人与驻国外记者进行电话对话时，总会发现当主持人问话后，记者的反应好象有点“迟钝”，这种信号是以微波的形式通过通讯卫星（同步卫星）进行转接的。（1）试说明产生这种现象的原因；（2）试根据生活常识及括号内所给的数据估算同步卫星离地高度。（已知月地间的距离约为，地球半径约为）思维点拨： 应用天体运动的动力学方程万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三种形式的方程，即：F引=F向=man即：（1）G（2）G=m2r （3）G=m 从上述动力学方程的三种表述中，可得到相应的天体质量的三种表达形式：（1）M=v2r/G.（2）M=2r3/G.（3）M=42r3/GT2.上述三种表达式分别对应在已知环绕天体的线速度v，角速度，周期T时求解中心天体质量的方法.感悟反思参考答案：1A 2D 3AC 4CD 5D 6BD 7B D