2014年春高中物理 6.4《万有引力理论的成就》学案2 新人教版必修2.doc

32014年春高中物理6.4《万有引力理论的成就》学案2新人教版必修2学习目标1.了解行星绕恒星运动及卫星绕行星运动的共同点：万有引力提供行星、卫星做圆周运动的向心力。2.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。3.会用万有引力定律计算天体的质量、环绕速度及环绕周期。重点：1.人造卫星、月球绕地球的运动；行星绕太阳运动的向心力是由万有引力提供的。2.会用万有引力定律计算中心天体的质量。难点：在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题。教学方法：导学案教学学习过程一．课前预习自主学习检测(一)通过万有引力定律“称量”地球的质量1.思路：若不考虑地球_____的影响地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的_____。2.公式：mg=。3.地球的质量:M=。(二)计算天体的质量1.行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是由行星与太阳之间的_________提供的。2.已知卫星绕行星运动的______和卫星与行星之间的______可以算出行星的质量M=。【判一判】(1)天王星是人们直接应用万有引力定律计算出轨道而发现()(2)重力就是万有引力。()(3)牛顿被称作第一个称出地球质量的人。()(4)若已知某行星绕太阳公转的半径为r公转的周期为T万有引力常量为G则可求出太阳的质量。()二．课堂导学小组合作探究主题主题一：称量地球的质量1.卡文迪许在实验室里测量几个铅球之间的作用力测出了引力常量G的值从而“称量”出了地球的质量。测出G后他是怎样“称量”地球的质量的呢？（点拨：忽略地球自转的影响地面上物体的重力等于地球与物体间的万有引力）2.已知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=6.67×10-11N·m2/kg2试估算地球的质量3.【变式训练】一名宇航员来到某一星球上如果该星球质量为地球的一半它的直径也为地球的一半那么这名宇航员在该星球上的重力是他在地球上重力的()A．4倍B．0.5倍C．0.25倍D．2倍主题二:计算天体的质量1.如果不知道天体表面的重力加速度而知道它的卫星做圆周运动的相关量能计算出天体的质量吗？比如：(1)已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和轨道半径R；(2)已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和轨道半径R；(3)已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和线速度v。【思路分析】月球绕地球实际是沿椭圆轨道运动的而我们在通常情况下可以把月球的运动轨道近似处理为圆形轨道即认为天体在做匀速圆周运动。利用地球对月球的万有引力提供向心力结合适当向心力公式求解。2.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力求天体质量时能否求出环绕天体的质量?【探究归纳】求中心天体质量的基本思路天体绕中心天体的运动近似为匀速圆周运动万有引力充当向心力列方程求中心天体质量。【规律方法总结】解决天体问题的两条基本思路(1)物体在地球(或天体)表面时的重力近似等于它所受到的万有引力(2)将行星绕恒星、卫星绕行星的运动均视为匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供三.随堂检测分层达标训练【基础达标】随堂用10分钟完成1.由下列哪一组物理量可以计算地球的质量()A．月球的轨道半径和月球的公转周期B．月球的半径和月球的自转周期C．卫星的质量和卫星的周期D．卫星离地面的高度、卫星的周期和地球的半径2.火星的质量和半径分别约为地球的和地球表面的重力加速度为g则火星表面的重力加速度约为()A．0.2gB．0.4gC．2.5gD．5g3.一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行认为行星是密度均匀的球体要确定该行星的密度只需要测量()A.飞船的轨道半径B.飞船的运行速度C.飞船的运行周期D.行星的质量4.已知地球的质量为M月球的质量为m月球绕地球运行的轨道半径为r周期为T万有引力常量为G则月球绕地球运转轨道处的重力加速度大小等于()A.B.C.D.5.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍质量是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2由此估算该行星的平均密度约为()A.1.8×103kg/m3B.5.6×103kg/m3C.1.1×104kg/m3D.2.9×104k