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2019-2020年高中物理《萬有引力理論的成就》教案1 新人教版必修2 一.教學(xué)目標(biāo) 1、知道萬有引力定律在天文和航天領(lǐng)域發(fā)揮的巨大作用． 2、會用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量 3、體會科學(xué)規(guī)律對人類探索和認(rèn)識未知世界的意義． 二.教學(xué)重點(diǎn) 萬有引力定律及在天文和航天領(lǐng)域發(fā)揮的巨大作用． 三.教學(xué)難點(diǎn) 萬有引力定律的應(yīng)用方法 四.教學(xué)過程 ㈠．自主學(xué)習(xí) 1．天體質(zhì)量的計(jì)算 通過天文觀測到某行星的一個(gè)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為T，軌道半徑為r，若把衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試求出該行星的質(zhì)量。 2．測天體表面（附近）的重力加速度 （1）天體表面的重力加速度 （2）天體上空h高處的重力加速度 3．發(fā)現(xiàn)末知天體如海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn) ㈡、過程與方法 例1：已知引力常量G和下列各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是（ BCD ） A．地球繞太陽運(yùn)行的周期及地球離太陽的距離 B．月球繞地球運(yùn)行的周期及月球離地球的距離 C．人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的速度和運(yùn)行周期 D．若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及重力加速度 例2：登月火箭關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后在離開月球表面112km的空中沿圓形軌道運(yùn)行,周期是120.5min,月球的半徑是1740km,根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算月球的質(zhì)量和平均密度. 7.161023kg 2.7103kg/m3 例3：兩顆靠得很近的天體，離其他天體非常遙遠(yuǎn)，它們以其連線上某一點(diǎn)O為圓心各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者的距離保持不變，科學(xué)家把這樣的兩個(gè)天體稱為“雙星”，如圖所示，設(shè)雙星的質(zhì)量分別為m1和m2，他們之間的距離為L。求雙星運(yùn)行軌道半徑r1和r2以及運(yùn)行的周期T. O m2 m1 ㈢．課堂練習(xí) 1、若有一星球密度與地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍則該星球質(zhì)量是地球質(zhì)量的 （ D ） A、0.5倍 B、2倍 C、4倍 D、8倍 2、若有一艘宇宙飛船在某一行星表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其周期為T，引力常量為G，那么該行星的平均密度為（ B ） A、 B、 C、 D、 3、為了估算一個(gè)天體的質(zhì)量，需要知道繞該天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的另一星球的條件是（　AC　?。? A、運(yùn)轉(zhuǎn)周期和軌道半徑 B、質(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)周期 C、線速度和運(yùn)轉(zhuǎn)周期 D、環(huán)繞速度和質(zhì)量 4、在某行星上，宇航員用彈簧稱稱得質(zhì)量為m的砝碼重量為F，乘宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行，測得其環(huán)繞周期為T，根據(jù)這些數(shù)據(jù)求該星球的質(zhì)量。 M= ㈣．課后練習(xí) 1、一顆質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則衛(wèi)星的周期（AB） A．與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān) B．與衛(wèi)星軌道半徑的3/2次方有關(guān) C．與衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度成正比 D．與行星質(zhì)量M的平方根成正比 2、設(shè)在地球上和某天體上以相同的初速度豎直向上拋一物體的最大高度之比為k（均不計(jì)阻力），且已知地球于該天體的半徑之比也為k，則地球與天體的質(zhì)量之比為（ B ） A.1 B.k C.k2 D.1/k 3、兩顆行星A和B各有一顆衛(wèi)星a和b，衛(wèi)星軌道接近各自的行星表面，如果兩行星質(zhì)量之比為MA/MB=p，兩行星半徑之比RA/RB=q，則兩衛(wèi)星周期之比Ta/Tb為（D ） A、 B、 C、 D、 4、A、B兩顆行星，質(zhì)量之比為MA/MB=p，半徑之比為RA/RB=q，則兩行星表面的重力加速度為（ C ） A、p/q B、pq2 C、p/q2 D、pq 5、地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑是R1，周期是T1，月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑是R2，周期是T2，則太陽質(zhì)量與地球質(zhì)量之比是（ B ） A、 B、 C、 D、 6、若某行星的質(zhì)量和半徑均為地球的一半，那么質(zhì)量為50kg的宇航員在該星球上的重力是地球上重力的（ C ） A、1/4 B、1/2 C、2倍 D、4倍 7、月球質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/81，月球半徑是地球半徑的1/3.8。如果分別在地球上和在月球上都用同一初速度豎直上拋出一個(gè)物體（阻力不計(jì)），兩者上升高度的比為多少？ 8、已知月球與地球的平均距離是3.84108m,月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的平均速率為1000m/s,試求地球質(zhì)量M。保留2位有效數(shù)字). 5.81024kg 9、太陽光到達(dá)地球表面所需的時(shí)間為500s，地球繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間為365天，試估算出太陽的質(zhì)量（取一位有效數(shù)字）。21030kg