山東省臨沭第二中學(xué)高中物理 第六章 萬有引力定律 萬有引力理論的成就學(xué)案（無答案）新人教版必修2.doc

課題：萬有引力理論的成就【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1會用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量。2掌握綜合運(yùn)用萬有引力定律和圓周運(yùn)動學(xué)知識研究天體問題的思路、方法。3了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量。難點(diǎn)：在具體的天體運(yùn)動中應(yīng)用萬有引力定律解決問題?！締栴}導(dǎo)學(xué)】 目標(biāo)一：科學(xué)真是迷人1.如果不考慮地球的自轉(zhuǎn)，如何通過地面上質(zhì)量為m的物體計(jì)算地球的質(zhì)量？如果考慮地球的自轉(zhuǎn)，那么受力會有什么影響？2.卡文迪許是如何稱量地球質(zhì)量的？（閱讀課本41頁）3.物體在天體表面時受到的重力近似等于萬有引力，萬有引力分解為兩個分力：重力:g=mg 和物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力fn: 結(jié)論：向心力遠(yuǎn)小于重力,萬有引力近似等于重力,因此不考慮(忽略)地球自轉(zhuǎn)的影響目標(biāo)二: 計(jì)算天體的質(zhì)量1.計(jì)算太陽的質(zhì)量：設(shè)太陽的質(zhì)量m，m是某個行星的質(zhì)量，r是它們之間的距離，t是行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期2.計(jì)算天體質(zhì)量的兩條基本思路行星（或衛(wèi)星）做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力由萬有引力提供可求出中心天體的質(zhì)量！物體在天體表面時受到的重力等于萬有引力黃金代換式：gmgr2g-天體表面的重力加速度r-天體的半徑目標(biāo)三：發(fā)現(xiàn)未知天體(1)現(xiàn)象問題的發(fā)現(xiàn) 天文學(xué)家在用牛頓的引力理論分析天王星運(yùn)動時，發(fā)現(xiàn)單用大陽和其他行星對它的引力作用，并不能圓滿地作出解釋用萬有引力定律計(jì)算出來的天王星的軌道與實(shí)際觀測到的結(jié)果不相符，發(fā)生了偏離(2)兩種觀點(diǎn)猜想與假設(shè) 一是萬有引力定律不準(zhǔn)確； 二是萬有引力定律沒有問題，只是天王星軌道外有未知的行星吸引天王星，使其軌道發(fā)生偏離(3)亞當(dāng)斯和勒維耶的計(jì)算及預(yù)言科學(xué)推理.亞當(dāng)斯和勒維耶相信未知行星的存在，根據(jù)天王星的觀測資料，各自獨(dú)立地利用萬有引力定律計(jì)算出這顆“新”行星的軌道 (4)伽勒的發(fā)現(xiàn)實(shí)踐檢驗(yàn)1846年9月23日晚，德國科學(xué)家伽勒在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了海王星，和預(yù)言的位置只差1度人們稱其為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星” 。反思小結(jié)： 基礎(chǔ)題（一看就懂，一做就會）1.下列說法正確的是:（ ）a.天王星是人們根據(jù)萬有引力定律計(jì)算的軌道而發(fā)現(xiàn)的b.海王星及冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計(jì)算的軌道而發(fā)現(xiàn)的c.天王星的運(yùn)行軌道偏離根據(jù)萬有引力計(jì)算出來的軌道，其原因是由于天王星受到軌道外面的其他行星的引力作用d.以上說法都不正確2.已知引力常數(shù)g和下列各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是: ( )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及運(yùn)行周期d.人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的運(yùn)行周期3.某行星的衛(wèi)星，在靠近行星表面軌道上運(yùn)行若要計(jì)算行星的密度，唯一要測量出的物理量是: ( ) a. 行星的半徑 b. 衛(wèi)星的半徑c. 衛(wèi)星運(yùn)行的線速度 d.衛(wèi)星運(yùn)行的周期4.已知引力常量g=6.6710-11nm2/kg2，重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑r=6.4106m，則可知地球質(zhì)量的數(shù)量級是: ( )a.1018kg b.1020kgc.1022kg d.1024kg 5.若地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期及公轉(zhuǎn)軌道半徑分別為t和r，月球繞地球公轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)軌道半徑分別為t和r，則太陽質(zhì)量與地球質(zhì)量之比m日/m地為: ( )a b c d6.離地面高度h處的重力加速度是地球表面重力加速度的1/2，則高度是地球半徑的: ( )a.2倍 b.1/2倍 c.倍 d.（1）倍達(dá)標(biāo)題（跳起來，摘下豐收果）8.太空中有一顆繞恒星做勻速圓周運(yùn)動的行星，此行星上一晝夜的時間是6h.在行星的赤道處用彈簧秤測量物體的重力的讀數(shù)比在兩極時測量的讀數(shù)小10%.已知引力常量g6.671011nm2/kg2，求此行星的平均密度9.設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷地把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上，假定經(jīng)過長時間開采后，地球仍可看作是均勻球體，月球仍沿開采前的圓軌道運(yùn)動，則與開采前相比( )a.地球與月球間的萬有引力將變大b.地球與月球間的萬有引力將變小c.月球繞地球運(yùn)動的周期將變長d.月球繞地球運(yùn)動的周期將變短10.假設(shè)火星和地球都是球體，火星質(zhì)量m火和地球質(zhì)量m地之比為m火/m地p，火星半徑r火和地球半徑r地之比為r火/r地q，那么火星表面處的重力加速度g火和地球表面處的重力加速度g地之比g火/g地等于( )ap/q2bpq2 cp/qdpq11.宇航員乘坐宇宙飛船到某行星考察,當(dāng)宇宙飛船在靠近該星球表面空間做勻速圓周運(yùn)動時，測得環(huán)繞周期為t。當(dāng)飛船降落在該星球表面時,用彈簧測力計(jì)稱得質(zhì)量為m的砝碼受到的重力為f,試根據(jù)以上數(shù)據(jù)求該行星的質(zhì)量。(引力常量為g)拓展題（勇往直前，試一試）12.宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一個小球，經(jīng)過時間t，小球落到星球表面，測得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為l。若拋出時的初速度增大為原來的2倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為l。已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上，該星球的半徑為r，引力常數(shù)為g，求該星球的質(zhì)量