河北省邢台市育才中学人教版高中物理必修二64万有引力理论的成就学案

6-4【学习目标】了解万有引力定律在天文学上的应用会用万有引力定律计算中心天体的质量掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法能力目标通过求解太阳.地球的质量，培养学生理论联系实际的运用能力德育目标通过介绍用万有引力定律发现未知天体的过程，使学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辨证唯物主义观点【预习检测】1.天体之间的作用力主要是.2.忽略地球的自转,地面处物体的重力地球与物体间的万有引力为,可列出公式方程为,从而可求出地球质量M=.3.根据行星(或卫星)的运动学物理量,表示出行星(或卫星)的向心力F=,而向心力是由来提供的,根据向心力公式和可列方程,即可求出中心天体的质量M=.4.太阳系八大行星中,是根据万有引力定律发现的.【问题导学】引导：求天体质量的方法一：是根据重力加速度求天体质量,即引力=重力mg=GMm/R21、推导出地球质量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的重量”？2、设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67×1011Nm2/kg2引导：求天体质量的方法二：是根据天体的圆周运动,即其向心力由万有引力提供,1、应用万有引力定律求解中心天体质量的基本思路是什么?2、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?3、应用此方法能否求出环绕天体的质量?为什么？例题：把地球绕太阳公转看做是匀速圆周运动，平均半径为1.5×1011m，已知引力常量为：G=6.67×1011N·m2/kg【当堂检测】1．某行星的一颗小卫星在半径为r的圆轨道上绕行星运行，运行的周期是T。已知引力常量为G，这个行星的质量M=＿＿2.已知地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,地球半径为R,则地球质量M=＿＿3．地球公转的轨道半径是R1，周期是T1，月球绕地球运转的轨道半径是R2，周期是T2，则太阳质量与地球质量之比是()A．B．C．D．【完全达标】4.（多项选择）利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量（已知引力常量G）（）A.已知地球的半径R和地面的重力加速度gB.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度vC.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和周期TD.以上说法都不正确【补充练习】5．通过天文观测到某行星的一个卫星运动的周期为T，轨道半径为r，若把卫星的运动近似看成匀速圆周运动，试求出该行星的质量．6-4【学习目标】会用万有引力定律计算中心天体的密度发现未知天体3.了解海王星和冥王星的发现历程,提高对科学家们献身科学研究的认识,培养理论联系实际,用理论指导实践的能力.【预习检测】利用万有引力定律除了可以求解中心天体质量外还可以求解什么物理量呢？运用万有引力定律求解天体密度的公式【问题导学】如何运用万有引力定律求解天气密度？如何运用万有引力定律求解天体质量？计算天体的质量”求的是“中心天体”的质量还是“绕行天体”的质量解决天体运动问题的基本思路：很多天体运动都可以近似地看成圆周运动，其向心力由万有引力提供【当堂检测】1.一艘宇宙飞船沿着围绕未知天体表面的圆形轨道飞行，航天员只用一块秒表能测出的物理量有（）A.飞船的线速度 B.飞船的角速度C.未知天体的质量 D.未知天体的密度2.地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R,万有引力常数为G，则可以用下列哪一式来估算地球的平均密度（）A.B.C.D.【完全达标】1.设绕行天体的轨道半径为r，周期为T，中心天体半径为R，试列出中心天体密度的表达式?当绕行天体绕中心天体表面运动时，其轨道半径r近似等于中心天体半径R，则中心天体密度的表达式可变为?2.一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道,宇航员进行预定的考察工作,宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度?说明理由及推导过程.3．设在地球上和在x天体上，以相同的初速度竖直上抛一物体，物体上升的最大高度比为K(均不计阻力)，且已知地球和x天体的半径比也为K，则地球质量与x天体的质量比为()A．1 B．K C．K2 D．1/K4．设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为()Ａ．1 Ｂ．1/9 Ｃ．1/4 Ｄ．1/16【补充练习】1.已知万有引力常量和下列各组数据，能计算出地球质量的是()A.月球绕地球运行的周期及月球距地球的距离B.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离C.人造卫星在地面附近运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2.若知道太阳的某一颗行星绕太阳运转的