萬(wàn)有引力理論的成就教案3人教課標(biāo)版完美版

1、6.4萬(wàn)有引力理論的成就學(xué)習(xí)目標(biāo)了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用、會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量和密度、通過(guò)求解太陽(yáng).地球的質(zhì)量，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的運(yùn)用能力。通過(guò)學(xué)習(xí)用萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)未知天體的過(guò)程，懂得理論來(lái)源于實(shí)踐，反過(guò)來(lái)又可以指導(dǎo)實(shí)踐的辨證唯物主義觀點(diǎn)激情投入，交流、討論。掌握綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析具體問(wèn)題的方法學(xué)習(xí)重點(diǎn)：掌握綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析具體問(wèn)題的方法學(xué)習(xí)難點(diǎn)：掌握綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析具體問(wèn)題的方法預(yù)習(xí)案一.天體質(zhì)量的估算對(duì)一個(gè)物體的物理特性進(jìn)行測(cè)量的方法主要有兩種：直接測(cè)量和間接測(cè)量。而直接測(cè)量往往很困難，無(wú)法測(cè)出結(jié)果，

2、所以間接測(cè)量就成為一種非常有用的方法，但間接測(cè)量需要科學(xué)方法和科學(xué)理論作為依據(jù)。1:求天體質(zhì)量的方法主要有兩種:一種方法是在不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響時(shí)，地面上物體受到的引力大小等于物體的重力，,即引力=重力：mg=GMm/R2;已知地球表面的重力加速度為g,引力常量為G,地球半徑為R,則地球質(zhì)量M=gR2/G；另一種方法是根據(jù)天體的圓周運(yùn)動(dòng),即其向心力由萬(wàn)有引力提供：某行星的一顆小衛(wèi)星在半徑為r的圓軌道上繞行星運(yùn)行，運(yùn)行的周期是T。已知引力常量為G，這個(gè)行星的質(zhì)量M=42r3/GT22:卡文迪許用扭秤測(cè)量了鉛球間的作用力大小，得到了引力常量G，進(jìn)而計(jì)算了地球的質(zhì)量。從而使得萬(wàn)有引力定律進(jìn)入定量計(jì)算

3、領(lǐng)域，有了更實(shí)用的意義。3:天體表面的重力加速度，某行星表面物體受到行星的引力大小等于物體在該行星表面的重力，解得:。式中M為行星質(zhì)量，R為行星半徑二未知天體的發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)栴}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(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來(lái)的天王星的軌道與實(shí)際觀測(cè)到的結(jié)果不相符，發(fā)生了偏離。兩種觀點(diǎn)：一是萬(wàn)有引力定律不準(zhǔn)確；二是萬(wàn)有引力定律沒(méi)有問(wèn)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。亞當(dāng)斯和勒維耶的計(jì)算及預(yù)言：亞當(dāng)斯和勒維耶相信未知行星的存在（即第二種假設(shè)）。他們根據(jù)天王星的觀測(cè)資料，各自獨(dú)立地利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出這顆“新”行星的軌道。伽勒的發(fā)現(xiàn)：1846年，

4、德國(guó)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。在理論指導(dǎo)下進(jìn)行有目的的觀察，用觀察到的事實(shí)結(jié)果驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律的準(zhǔn)確性。1930年，湯姆根據(jù)洛韋爾對(duì)海王星軌道異常的分析，發(fā)現(xiàn)了冥王星。未知天體的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)已知天體的軌道偏離，由萬(wàn)有引力定律推測(cè)并計(jì)算未知天體的軌道并預(yù)言它的位置從而發(fā)現(xiàn)未知天體。探究案：探究一：解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路很多天體運(yùn)動(dòng)都可以近似地看成圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由萬(wàn)有引力提供探究二：如何估算天體的密度？一艘宇宙飛船飛近某一個(gè)不知名的行星,并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道,宇航員進(jìn)行預(yù)定的考察工作,宇航員能不能僅用一只表通過(guò)測(cè)定時(shí)間來(lái)測(cè)定該行星的密度?

5、說(shuō)明理由及推導(dǎo)過(guò)程.=3/GT2假如一個(gè)近地衛(wèi)星（離地高度忽略，運(yùn)動(dòng)半徑等于地球半徑R）的運(yùn)行周期是T。有:，解得地球質(zhì)量為_(kāi);由于地球的體積為可以計(jì)算地球的密度為:_.計(jì)算天體質(zhì)量（或密度）。應(yīng)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量的基本思路和方法是將圍繞某天體的行星的運(yùn)動(dòng)看成圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)的向心力由它們間的萬(wàn)有引力提供建立方程，求出天體質(zhì)量（或密度）。過(guò)關(guān)檢測(cè)案1物體在月球表面的重力加速度是在地球表面的重力加速度的1/6，這說(shuō)明了（）A地球的半徑是月球半徑的6倍B地球的質(zhì)量是月球質(zhì)量的6倍C月球吸引地球的力是地球吸引月球的力的1/6D物體在月球表面的重力是其在地球表面的重力的1/62關(guān)于天體的

6、運(yùn)動(dòng)，下列敘述正確的是（）A地球是靜止的，是宇宙的中心B太陽(yáng)是宇宙的中心C地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D九大行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，其軌道是橢圓3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（）22Cp/qDpqAp/qBpq4為了計(jì)算地球的質(zhì)量必須知道一些數(shù)據(jù)，下列各組數(shù)據(jù)加上已知的萬(wàn)有引力常量為G，可以計(jì)算地球質(zhì)量的是（）A地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期T和地球離太陽(yáng)中心的距離RB月球繞地球運(yùn)行的周期T和月球離地球中心的距離RC人造地球衛(wèi)星在地面附近運(yùn)行的速度v和運(yùn)行周期TD地球自轉(zhuǎn)周期T和地球的平均密度5.假設(shè)地球的質(zhì)量不變，而地球的半徑增大到原來(lái)的2倍.那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來(lái)的()A.2倍B.1倍C.