【教案】6.4万有引力定律的成就学案高中物理必修二人教版导学案高一物理学案.docVIP

承德实验中学高 一 年级 （ 物理必修二第六章第四节）导学案 班级： ；小组： ；姓名： ；评价： ； 课 题 万有引力的成就 课型 新授课 课时 2 主备人 麻智慧 潘静安 审核人 麻智慧 时间 学习目标 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：1中心天体质量的计算 2天体密度的计算 难点：双星问题 方 法 自主探究、交流讨论、自主归纳 探知部分(学生独立完成) 1．地球上的物体具有的重力是由于 而产生的，若不考虑地球自转的影响，地面上的物体所受的重力等于物体受到的 。所以我们只需测出 和地球表面的 即可求地球的质量。 科学真实迷人θ的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。因为向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。因此不考虑（忽略）地球自转的影响， 地球质量： 2．计算中心天体的质量，首先观测围绕中心天体运动的 r和 ，然后根据万有引力提供 由牛顿第二定律列出方程，求得中心天体的质量M= 。 计算天体的质量 有了G的数值，我们可以用同样的方法去“测量太阳的质量”。 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，有： 而行星运动的向心力由万有引力提供， 3．海王星是在 年 月 日德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现的，发现的过程是：发现 的实际运动轨道与 的轨道总有一些偏差，根据观察到的偏差数据和万有引力定律计算出 ，并预测可能出现的时刻和位置；在预测的时间去观察预测的位置。海王星的发现最终确立了 也成为科学史上的美谈。 发现未知天体 万有引力对研究天体运动有着重要的意义.海王星、冥王星就是这样发现的.请同学们推导：已知中心天体的质量及绕其运动的行星的运动情况，在太阳系中，行星绕太阳运动的半径r为： 根据F万有引力=F向=, 而F万有引力=, 两式联立得： 在18世纪发现的第七个行星——天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星.后来，亚当斯和勒维列在预言位置的附近找到了这颗新星.后来，科学家利用这一原理还发现了许多行星的卫星，由此可见，万有引力定律在天文学上的应用，有极为重要的意义. 二研究部分（小组合作、展示交流、师生或生生评价） 例1．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=6．67×10-11Nm2/kg2，试估算地球的质量。 2宇宙飞船进入一个围绕太阳的近乎圆形的轨道运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ） A.3年 B.9年 C.27年 D.81年 3经天文学家观察，太阳在绕着银河系中心（银心）的圆形轨道上运行，这个轨道半径为3×104光年（约等于2.8×1020m），转动一周的周期约为2亿年（约等于6.3×1015s）.太阳做圆周运动的向心力是来自位于它轨道内侧的大量星体的引力，可以把这些星体的全部质量看作集中在银河系中心来处理问题.（G=6.67×10-11N·m2/kg2） 从给出的数据来计算太阳轨道内侧这些星体的总质量. 四、巩固部分（学生独立完成，教师批阅、点评、追踪训练） 1. 天文学家发现某恒星周围有一颗行星在圆形轨道上绕其运动,并测出了行星的轨道半径和运行周期,由此可推算出（ ） A.行星的质量 B.行星的半径 C.恒星的质量 D.恒星的半径 2.宇宙飞船进入一个围绕太阳的近乎圆形的轨道运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ） A.3年 B.9年 C.27年 D.81年 3.假设太阳系中天体的密度不变,天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半,地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动,则下列物理量变化正确的是（ ） A.地球的向心力变为缩小前的一半 B.地球