《陕西省西安市庆安高级中学高一物理复习导学案：017 6.4万有引力理论的成就》由会员分享，可在线阅读，更多相关《陕西省西安市庆安高级中学高一物理复习导学案：017 6.4万有引力理论的成就（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课题课题: 6.4 万有引力理论的成就万有引力理论的成就策略与反思策略与反思 纠错与归纳纠错与归纳 【学习目标学习目标】有目标就有方向有目标就有方向 1.了解万有引力定律在天文学上的应用 2.会用万有引力定律计算天体的质量和密度 3.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 【重点难点重点难点】集中精力集中精力 重点：万有引力定律处理天体问题的思路和方法 难点：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 【使用说明与学法指导使用说明与学法指导】 1.自己阅读课本，独立完成自主学习部分。 2.自己先独立完成自我测评，上课小组讨论，达成共识。 【复习回顾复习回顾】 两
2、个大小相同的实心均匀小铁球，紧靠在一起时，他们之间的万有引力为 F， 若两个半径为小铁球 2 倍的实心大铁球紧靠在一起时，他们之间的万有引力为( ) A.2F B.4F C.8F D.16F两个质量均为 50Kg 的人，相距 100m，则他们之间的相互吸引力约为多少？每 个人所受重力为多少？（引力常量 G=6.67x10-11Nm/s2,重力加速度 g=10 m/s2）,【自主学习自主学习】相信自己，你能行的！相信自己，你能行的！ 1卡文迪许为什么说自己的扭秤实验是“称量地球的重量（质量） ”？2应用万有引力定律计算天体质量与密度的基本思路和方法是（1）将围绕某天体的行星的运动看成 运动。（2
3、）根据行星运动的向心力由它们间的 提供建立方程，求出天体质量（或密度） 。3计算天体质量：(1)在不考虑地球自转的影响时，地面上物体受到的引力大小等于物体的重力。利用。解得地球质量_ _。卡文迪许用扭秤测量了铅2mMmgGRM 球间得作用力大小，得到了引力常量G，进而计算了地球的质量。从而使得万有引力定律进入定量计算领域，有了更实用的意义。（2）除了地球质量外，你能用万有引力定律求解出其它天体的质量吗？以太阳为例，如果你能求解出太阳的质量，那么如何求解？写出计算过程，说明需要哪些已知量？计算过程：需要的已知量4发现未知天体 ：人们为什么称海王星是“笔尖下发现的行星”？ 问题的发现：问题的发现：
4、天文学家在用牛顿的引力理论分析天王星运动时，发现用万有 引力定律计算出来的天王星的轨道与实际观测到的结果不相符，发生了偏离。两两 种观点：种观点：一是万有引力定律不准确；二是万有引力定律没有问题，只是天王星轨 道外有未知的行星吸引天王星，使其轨道发生偏离。亚当斯和勒维耶的计算及预亚当斯和勒维耶的计算及预 言：言：亚当斯和勒维耶相信未知行星的存在（即第二种假设） 。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。伽勒的发伽勒的发 现：现：1846 年，德国科学家伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了海王星。和预言的 位置只差 1 度。在理论指导下进行有目的的观察，用观
5、察到的事实结果验证了万 有引力定律的准确性。1930 年，汤姆根据洛韦尔对海王星轨道异常的分析，发现 了冥王星。未知天体的发现是根据已知天体的轨道偏离，由万有引力定律推测并 计算未知天体的轨道并预言它的位置从而发现未知天体。 【合作探究合作探究】激情投入，大胆探索，勇于质疑。激情投入，大胆探索，勇于质疑。 一计算中心天体的质量一计算中心天体的质量 月球是地球的卫星。已知月球绕地球的公转周期为 T，地月之间的距离为 r， 请你推导地球的质量表达式二估算中心天体的密度：二估算中心天体的密度： 1假如一个人造地球卫星，绕地球圆周运动的半径等于 r，周期为 T， 则由于 万有引力提供向心力得 ， 解得
6、地球质量为_ _ _;已知地球半径为 R, 地球的体积为，由密度公式 34 3VR可得地球的密度为 。 2假如一个近地卫星近地卫星（离地高度忽略，运动半径等于地球半径 R）的运行周 期是 T。由此可估算地球的密度吗？总结：总结：估算中心天体的密度，需要的已知量是 三计算天体表面的重力加速度：三计算天体表面的重力加速度： 1在不考虑地球自转的影响时，地面上物体受到的引力大小等于物体的重力。利用 解得：地球表面的重力加速度 g 为 。2mMmgGR式中 M 为 ，R 为 总结总结：在忽略天体自转时，已知天体的质量和半径，就可由天体表面上物体受在忽略天体自转时，已知天体的质量和半径，就可由天体表面上
7、物体受到的万有引力大小等于物体的重力求天体表面的重力加速度到的万有引力大小等于物体的重力求天体表面的重力加速度 2MgGR例题例题 1：地球和月球的中心距离大约是 r=4108m，试估算地球的质量。估算结果 要求保留一位有效数字。例题例题 2：已知地球半径 R 约为 6.4106m，地球质量 M 约为 61024kg，引力常量 G 为 6.6710-11Nm2/kg2，近地人造地球卫星的周期 T近约为 85min，估算月球到地 心的距离。 方法一利用地球质量和引力常量求解方法二：利用开普勒第三定律求解【课堂检测课堂检测】1.一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
8、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2一艘宇宙飞船在一个星球表面附近作圆形轨道环绕飞行，宇航员要估测该星球的密度，只需要 （ ） A. 测定飞船的环绕半径 B. 测定行星的质量 C. 测定飞船的环绕周期 D. 测定飞船的环绕速度3为了计算地球的质量必须知道一些数据，下列各组数据加上已知的万有引力常 量为 G，可以计算地球质量的是 （ ） A地球绕太阳运行的周期 T 和地球离太阳中心的距离 R B月球绕地球运行的周期 T 和月球离地球中心的距离 R C人造地球卫星在地面附近运行的速度 v 和运行周期 T D地球自转周期 T 和地球的平均密度4对某行星的一颗卫星进行观测，已知它运行的轨迹是半径为 r 的圆周，周期为T.则该行星质量为_；若测得行星的半径为卫星轨道半径的 1/4，则 此行星表面重力加速度为_。 【拓展延伸拓展延伸】5宇航员站在一个星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球。经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L。若抛出时的初速增大到 2 倍，则抛出点与落地点之间的距离为3L。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G。求该星球的质量M。
