江苏省江阴市山观高级中学高中物理 6.3万有引力理论的成就学案（无答案）新人教版必修2

1、6.3万有引力理论的成就 【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。【学习过程】学习任务1：思考并进入新课学习问题： 美国的阿波罗8号从月球返航的途中，当地面控制中心问及“是谁在驾驶”的时候，指令长这样回答：“我想现在是牛顿在驾驶”。他为什么会这样说呢？感悟： 万有引力定律的发现有着重要的物理意义:对天文学的发展具有深远的影响，他把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一起来，对科学文化的发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大的信心，人们有能力理解天地间的各种

2、事物。学习任务2：地球质量的测定问题： 可以通过万有引力定律来计算地球的质量吗？依据： 不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力。 讨论： 为什么要不考虑地球自转影响？思考： 谁被称作第一个称量出地球质量的人？为什么？阅读： P41-“科学真是迷人”部分内容感悟： 马克吐温: “科学真是迷人，根据零星的事实,增添一点猜想,竟能赢得那么多的收获!”迁移： 如何测量月球的质量？问题： 如何测量月球上的重力加速度?拓展： 能用同样的方法测量太阳的质量吗？学习任务3：太阳质量的测定阅读： P42-“计算天体的质量”部分内容问题： 应用万有引力定律求解天体质量的基本思

3、路是什么?依据： 行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供讨论： 水星和地球绕太阳做圆周运动的公转周期T是不一样的，公转半径r也是不一样的，那用公式求解出来的太阳的质量会是一样的吗？你是如何判断的？迁移： 能否根据木星绕太阳做圆周运动来计算木星的质量？若不行，怎么办？感悟： 此种方法只能测定中心天体M的质量环绕天体m绕中心天体M做圆周运动的向心力由中心天体对环绕天体的引力提供应用： 如何用此方法测地球的质量？这种方法与第一种方法哪一个更好？为什么？学习任务4：未知天体的发现阅读： P42-“发现未知天体”部分内容思考： 海王星为什么被称作“笔尖下发现的行星”？体味： 冯.劳厄：

4、“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国”学习任务5：学习小结、例题训练小结： 不考虑天体自转的影响，天体表面上质量为m的物体所受的重力mg等于天体对表面物体的引力。环绕天体m绕中心天体M做圆周运动的向心力由中心天体对环绕天体的引力提供例题： 一艘宇宙飞船绕一个不知名的、半径为R的行星表面飞行，环绕一周飞行时间为T，求该星球的质量和平均密度？训练： 某人在某一星球上以速度v竖直上抛一物体，经时间t落回抛出点，已知该星球的半径为R，试计算该星球的质量及其平均密度？【课后作业】（ ）1、已知引力常量G和下列

5、各组数据，能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的半径C人造地球卫星在地面附近运行的速度及周期D若不考虑地球自转，已知地球的半径及地球表面的重力加速度（ ）2、科学家探测表明，月球上至少存在丰富的氧、硅、铝和铁等资源。设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长期的开采后月球与地球仍可看作均匀球体，月球仍沿开采前的轨道运行，则A地球与月球间的万有引力将变小 B地球与月球间的万有引力将变大C月球绕地球运行的周期将变小 D月球绕地球运行的周期将变大（ ）3、一颗质量为的卫星绕质量为的行星做匀速圆周运动，则卫星的周期A.与卫星的质量

6、无关 B.与卫星的运行速度成正比C.与行星质量的平方根成正比 D.与卫星轨道半径的次方有关（ ）4、若已知某行星绕太阳公转的半径为R，公转周期为T，万有引力常量为G，由此可求出A.该行星的质量 B.太阳的质量 C.该行星的密度 D.太阳的密度（ ）5、2020年12月，我国第一架登月探测器“嫦娥三号”发射升空。如果“嫦娥三号”变轨过程中贴近月球表面做匀速圆周运动，其周期为T。“嫦娥三号”在月球上着陆后，用测力计测得质量为m的仪器重力为P。已知引力常量为G，由以上数据可以求出的物理量有A月球的半径 B月球的质量C月球表面的重力加速度 D月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度（ ）6、地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，用上述物理量估算出来的地球的平均密度是（ ）7、火星的质量和半径分别约为地球的0.1和0.5，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为A0.2g B0.4g C2.5g D5g（ ）8、如果某星球的密度跟地球相同，又知其表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的2倍，则该星球的质量为地球质量的A8倍 B4倍 C2倍 D16倍9、宇航员站在一个星球表面上的某高处h自由释放一小球，经过时间t落地，该星球