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1、 万有引力定律在天文学上的应用教学目的:1.进一步掌握万有引力定律的内容 2.能应用这个定律进行计算一些比较简单的天体问题教学方法:启发、讲练教学过程: 一.组织教学: 二.复习提问: 1.什么叫万有引力? 2.万有引力定律的内容如何?公式如何表示? 三.引入新课: 万有引力定律揭示了天体运动的规律, 是研究天体运动的重要理论基础.万有引力定律的发现对天文学的发展起了很大的推动作用,取得了重大的成就. 下面我们举例来说明万有引力定律在天文学上的应用. 四.讲授新课: 1.太阳和行星的质量: 应用万有引力定律,可以计算太阳和行星的质量,行星围绕太阳的运动,可以近似地看作匀速圆周运动,具体如下:
2、设M为太阳(或某一天体)的质量,m是行星(或某一卫星)的质量, r是行星(或卫星)的轨道半径,T是行星(或卫星)绕太阳(或天体)公转的周期.那么太阳(或这个天体)对行星(或卫星)的引力就是行星(或卫星)绕太阳(或天体)运动的向心力: GmM/r2=ma=42mr/T2 由上式可得太阳(或天体)的质量为: M=42r3/GT2 测出r和T,就可以算出太阳(或天体)质量M的大小.例如: 地球绕太阳公转时r=1.491011m,T=3.16107s, 所以太阳的质量为: M=1.961030kg. 同理根据月球绕地球运动的r和T,可以计算地球的质量: M=5.981024kg 2.海王星、冥王星的发
3、现: 海王星、冥王星的发现,进一步地证明了万有引力定律的正确性,显示了它对研究天体运动的重要意义. 五.小结、巩固练习: 例一.当通讯卫星以3.1km/s的速率在离地面3.6104km的高空轨道上作匀速圆周运动时,可与地球自转同步.试求地球的质量. 地球的半径取6.4103km. 例二.两颗靠得很近的恒星称为双星,这两颗星必须各以一定速率绕某一中心转动,才不致于由于万有引力的作用而吸引在一起.已知两恒星质量分别为m1和m2,两星相距为L. 求这两星转动的中心位置和这两星的转动周期. 例三.已知火星的半径是地球的半径的一半,火星的质量是地球的质量的1/10.如果在地球上质量为60kg的人到火星上去,问: 在火星表面上人的质量多大?重量多少? 火星表面的重力加速度多大? 设此人在地面上能跳起的高度为1.6m,则他在火星上能跳多高? 这个人在地面上能举起质量为60kg的物体, 他在火星上可举多重的物体? 六.布置作业: 1.书面作业: 2.家庭作业:
