高中物理：6.4《万有引力理论的成就》教案（2）（新人教版必修2）.doc

6.4万有引力理论的成就★新课标要求（一）知识与技能1、了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2、会用万有引力定律计算天体质量。3、理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。（二）过程与方法1、通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。2、了解天体中的知识。（三）情感、态度与价值观体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用让学生懂得理论来源于实践反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点★教学重点、难点1、行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。2、会用已知条件求中心天体的质量。3、根据已有条件求中心天体的质量。★教学片段计算天体的质量教师活动：引导学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容同时考虑下列问题［投影出示］。1、应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?2、求解天体质量的方程依据是什么?学生活动：学生阅读课文第一部分从课文中找出相应的答案.1、应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是：根据环绕天体的运动情况求出其向心加速度然后根据万有引力充当向心力进而列方程求解.2、从前面的学习知道天体之间存在着相互作用的万有引力而行星（或卫星）都在绕恒星（或行星）做近似圆周的运动而物体做圆周运动时合力充当向心力故对于天体所做的圆周运动的动力学方程只能是万有引力充当向心力这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在.教师活动：引导学生深入探究请同学们结合课文知识以及前面所学匀速圆周运动的知识加以讨论、综合然后思考下列问题［投影出示］。学生代表发言。1.天体实际做何运动?而我们通常可认为做什么运动?2.描述匀速圆周运动的物理量有哪些?3.根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法?4.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?5.应用此方法能否求出环绕天体的质量?学生活动：分组讨论得出答案。学生代表发言。1.天体实际运动是沿椭圆轨道运动的而我们通常情况下可以把它的运动近似处理为圆形轨道即认为天体在做匀速圆周运动.2.在研究匀速圆周运动时为了描述其运动特征我们引进了线速度v角速度ω周期T三个物理量.3.根据环绕天体的运动状况求解向心加速度有三种求法.即：（1）a心=（2）a心=ω2·r（3）a心=4π2r/T24.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三种形式的方程即（1）F引=G=F心=ma心=m.即：G①（2）F引=G=F心=ma心=mω2r即：G=mω2·r②（3）F引=G=F心=ma心=m即：G=m③从上述动力学方程的三种表述中可得到相应的天体质量的三种表达形式：（1）M=v2r/G.（2）M=ω2r3/G.（3）M=4π2r3/GT2.上述三种表达式分别对应在已知环绕天体的线速度v角速度ω周期T时求解中心天体质量的方法.以上各式中M表示中心天体质量m表示环绕天体质量r表示两天体间距离G表示引力常量.5.从以上各式的推导过程可知利用此法只能求出中心天体的质量而不能求环绕天体的质量因为环绕天体的质量同时出现在方程的两边已被约掉。（四）实例探究［例1］某人在某一星球上以速度v竖直上抛一物体经时间t落回抛出点已知该星球的半径为R若要在该星球上发射一颗靠近该星运转的人造星体则该人造星体的速度大小为多少？解析：星球表面的重力加速度g=人造星体靠近该星球运转时：mg=G=m(M:星球质量.m:人造星体质量)所以v′=［例2］一艘宇宙飞船绕一个不知名的、半径为R的行星表面飞行环绕一周飞行时间为T.求该行星的质量和平均密度.解析：设宇宙飞船的质量为m行星的质量为M.宇宙飞船围绕行星的中心做匀速圆周运动.G=m()2R所以M=又v=πR3所以ρ=★课余作业课后完成P74“问题与练习”中的问题。1.根据观察在土星外层有一个环为了判断是土星的连续物还是小卫星群可测出环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系.下列判断正确的是()A.若v与R成正比则环是连续物B.若v2与R成正比则环是小卫星群C.若v与R成反比则环是连续物D.若v2与R成反比则环是小卫星群2.已知地球的半径为R地面的重力加速度为g引力常量为G如果不考虑地球自转的影响那么地球的平均密度的表达式为________.高考资源网()来源：高考资源网版权所有：高考资源网()