32《万有引力定律的应用》教案

《32《万有引力定律的应用》教案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、3.2《万有引力定律的应用》导学设计中山市姚伟佳知识与技能：1.会用万有引力定律计算天体的质量。2.会推导人造卫星的环绕速度，会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。3.知道第二宇宙速度和第三宇宙速度的含义和数值。过程与方法1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用，体会科学思想方法。2.通过思考和讨论与交流，认识计算天体质量的思路和方法。3.通过对海王星发现过程的展示，体会科学定律对未知世界探索的指导作用。情感、态度与价值观1.通过天体质量的计算，体会科学定律的巨大威力和科学知识的奇妙。2.通过万有引力定律

2、在天文学上的重要应用，体会万有引力定律发现的意义。重点难点：利用万有引力定律，求天体的质量、密度、运动周期和运动速度；求人造地球卫星的运动周期和运动速度。第一步：超前学习：一、计算天体的质量（以地球为例讨论）1.基本思路提供月球绕地球做匀速圆周运动的向心力是由它们之间的的，由此可列方程，从中求得地球的质量.2.计算表达式设M是地球的质量，m是月球的质量，T为月球绕地球做匀速圆周运动的周期月球到地心的距离为则可列方程有由此方程解得地球的质量M=3.可见，己知卫星绕行星（或行星绕恒星）运动的和卫星与行星（或行星与

3、中心天体）之间的.,也可以算出行星（或恒星，即中心天体）的质量。二、理论的威力：预测未知天体历史上天文学家曾经根据万有引力定律计算太阳系中天王星的运动轨道,由于计算值与实际情况有较大偏差，人们提出了种种猜想。最后年天文学家青年天文学家复杂的计算，各自独立地计算出新行星的质量和轨道参数，并于经过艰苦而年日根据计算结果，在柏林天文台用望远镜找到了这颗新的行年—日，天文学家用“计算、预测、观察和照相”的方法,发现了这两颗星的发现进一步证明了万有引力定律的正确性，而且也显示了万有引力定律对天文学研宄的重大意义.三、理

4、想与现实：人造卫星和宇宙速度1.人造卫星卫星环绕地球做匀速圆周运动，则地球对它的就是其所需的向心力。2.宇宙速度(1)第一宇宙速度：I周运动所必须具有的速度，也叫,这是人造卫星在地面附近绕地球做匀速速度。(2)第二宇宙速度：r2时，卫星就会挣脱_,当人造卫星的发射速度大于或等于这一速度.的束缚，不再绕地球运动，所以第二宇宙速度也叫.(3)第三宇宙速度：r3,人造卫星要想摆脱太阳引力的束缚，飞出太.速度速度阳系，其发射速度至少要达到这一速度，所以第三宇宙速度又叫第二步：目标检测：1.（双选）己知下面的哪组数据，

5、可以算出地球的质量M。（）（引力常数G为己知）A.月球绕地球运动的周期7及月球到地球中心的距离沁B.地球绕太阳运行的周期八及地球到太阳中心的距离C.人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期r3D.地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离2.（单选）如图所示，心6、c是环绕地球圆形轨道上运行__的3颗人造卫星，它们的质量关系是ma=mb

6、大小相等，且大于的向心加速度3.（双选）关于地球的第一宇宙速度，下列说法中正确的是（）A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C.它是能使卫星进入近地轨道的最小速度D.它是能使卫星进入轨道的最大发射速度4.1990年5月，中国紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，其直径为32km.若该行星的密度和地球的密度相同，则对该小行星而言，第一宇宙速度为多少？（已知地球半径仍=6400km，地球的第一宇宙速度rl^8km/s）第三步：探究交

7、流：一、计算天体的质量和密度1、把天体运动看成是匀速周运动，公式:2、把地球（天体）表面上物体的万有引力和重力看成相等，即“黄金代换”公式:3、计算天体的质量的几种方法：已知卫星的轨道半径r和运动周期T，求中心天体的质量M:已知卫星的轨道半径r和运动线速度V，求中心天体的质量M:已知卫星的轨道半径r和运动角速度求中心天体的质量M:4、天体（球体）体积公式：V=5、计算天体的密度，公式：P6、特别提醒：M和m的关系:R和r的关系:二、对人造卫星的理解1.人造卫星的轨道卫星绕地球做匀速圆周运动时由地球对它的万有引

8、力提供向心力，地球对因此卫星绕地球做匀速圆周运动的卫星的万有引力指向，而做匀速圆周运动的物体的向心力时刻指向它做圆周运动的与重合，而这样的轨道有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极点上空的极地轨道。2.人造卫星的两个速度：发射速度：绕行速度：3.人造卫星的运行规律：人造卫星的线速度v公式：人造卫星的角速度u公式：人造卫星的周期T公式：人造卫星的向心加速度a公式:1.人造卫星的超重和失