【大单元教学课件】课时3应用规律探究天体运动1

微专题3应用规律探究天体运动1情境导入我国首次火星探测任务于

2020年7月23日天问一号在海南文昌由长征五号运载火箭成功发射，天问一号探测器计划将通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视。当天问一号探测器着陆在火星表面时，我们对火星进行全球性、综合性的环绕探测，如果我们想知道火星的质量该怎样“称量”呢？用什么方法呢？任务一“称量”地球的质量学习活动1、如果我们要“测出”地球的质量，该选取谁为研究对象呢？地面上的物体的运动情况如何?受力情况又如何？我们该忽略的次要因素是什么？F向较小,可以将其忽略(不考虑地球自转)地面上的物体受到F万提供物体的mg和跟随地球自转的F向m地:地球的质量R:地球的半径

模型建构“黄金代换式”任务一“称量”地球的质量学习活动2、地球质量的表达式中的物理量是否可观测？为什么卡文迪什将自己的实验说成是“称量”地球的质量？

g和R在卡文迪什之前就已经知道一旦测得G就可以算出m地卡文迪什扭秤实验准确测出G我的实验是“称量地球的重量”在实验室测量几个铅球之间的作用力就可以“称量”地球质量，这是个科学奇迹。马克·吐温：“科学真是迷人。根据零星事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”科学的力量任务二计算太阳的质量学习活动1、能用“称量”地球质量的方法来“称量”太阳质量吗？难点在哪？我们需要怎样寻找可观测的情境？

太阳表面g无法直接测量此方法行不通绕太阳转的行星（地球、火星等）转换研究对象选可观测的任务二计算太阳的质量学习活动2、行星的运动情况如何？受力情况又是怎样的？你能推导出太阳质量的表达式吗？行星绕着太阳沿椭圆轨道运行圆轨道近似处理模型建构万有引力定律牛顿第二定律匀速圆周运动万有引力提供向心力行星与太阳的距离行星公转周期注意！此方法只能得到中心天体的质量！任务二计算太阳的质量学习活动轨道半径天体半径3、能否在得到天体质量的基础上得到天体的平均密度？任务二计算太阳的质量学习活动4、如果我们想知道火星的质量该怎样“称量”呢？法一：静止于火星表面的物体法二：火星探测器绕着火星做匀速圆周运动火星表面重力加速度火星半径周期

轨道半径

除此之外还有其他方法吗？任务三发现未知天体和预言哈雷彗星回归学习活动1、海王星是怎样发现的？验证：亚当斯和勒维耶根据观测资料利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846.9.23伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星。发现问题：天王星计算出来的轨道与实际观测的结果总有偏差。猜想：

1、天文观测数据不准确？2、万有引力定律正确性有问题？3、天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？结论：天王星轨道外面还有一颗未发现的行星，这颗行星被命名为海王星。海王星被称为“笔尖下发现的行星”任务三发现未知天体和预言哈雷彗星回归学习活动2、哈雷是怎样预测哈雷彗星回归的？发现问题：哈雷从1337年到1698年的彗星记录中挑选了24颗彗星计算了它们的轨道。发现1531年、1607年和1682年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙。结论：再一次验证了万有引力的正确性猜想：

大胆预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为76年，并预言它将于1758年底或1759年初再次回归。验证：1759年3月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是1986年，它的下次回归将在2061年左右。活动拓展双星

在天体模型中，将两颗彼此距离较近的恒星称为双星，它们在相互之间的万有引力的作用下，绕两星连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动。

有这样的关系：

可以得到：

（质量大的天体离圆心近）rArB课堂小结应用规律探究天体运动1“称量”地球质量计算