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文档简介

1、    “发现未知天体”的教学设计    孙发聪【摘要】  本文主要通过对实际物理问题的简易模型化处理，帮助学生突破教材的难点 ，笔尖下发现的行星究竟是如何发现的。【关键词】  物理模型 建立 处理  g633.7              a       1992-7711（2020）07-103-01到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第七个行星天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引

2、力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。有人据此认为万有引力定律的准确性有问题。但另一些人则推测，在天王星轨道外面还有一颗未发现的行星，它对天王星的吸引使其轨道产生了偏离。到底谁是谁非呢？英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”。后来，这颗行星命名为海王星。问题一：已知太阳的质量为m=1.99×1030kg，天王星绕太阳公转的周期为3.07×104天，g

3、=6.67×10-11n.m2/kg2，问，天王星绕太阳公转的轨道半径r为多少？实际观测的結果是天王星的轨道半径明显比理论值偏大，而且最大偏差值会周期性出现。问题二：亚当斯和勒维耶是如何计算出这颗新行星的轨道的呢？练一练如图所示，质量分别为m1、m2的星体绕同一中心天体0做圆周运动，已知中心天体的质量为m，两星体的绕转周期分别为t1、t2，某时刻两星体相距最近。问：经过多长时间，两星体将再次相距最近？讨论：1）若m1、m2分别表示天王星和海王星，当两者相距最近时，天王星轨道的偏差最大;教学反思：上述两个问题对刚认识万有引力的高一学生来说是非常有难度的，但教学实践证明，学生对老师的这种处理是非常满意的。并且顺便可提醒学生，太阳系各行星对太阳的绕转既有太阳对行星的引力作用，也有星体之间的相互作用。但物理学总是抓住

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