天体教学值得区别几个概念

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1、天体教学值得区别几个概念高中物理新教材必修二《万有引力定律》一章主要讲述万有引力定律及其应用。本章内容少，概念和公式不多,简单概括为：天体做圆周运动时万有引力提供向心力。学生在具体解决问题过程中有几个概念容易混淆，笔者认为在教学过程中有必要加以强调。一、万有引力与重力、向心力，重力加速度与向心加速度情况1【地上】由此可知：万有引力、重力、向心力是三个不同的概念,即地球对物体的引力是合力产生两个作用效果，其一是提供物体随地球一起自转做圆周运动的向心力，其二为重力。由以上分析可知，重力加速度与向心加速度的意义不同。物体所在纬度越高，随地球自转做圆周运动的半径越小，

2、由向心加速度的公式an=w2r可知an越小，重力加速度越大。也就是说地球表面不同位置处的重力加速度数值是有差异的，通常计算中g=9.8m/s2取的为平均值。在这里可让学生回忆必修一第二章《自由落体运动》一节中，教材给出一些地点的重力加速度的具体数值，如下：现在学习了万有引力和重力的关系就可以真正理解其原因。情况2【天上】物体在地球表面处忽略自转影响，万有引力等于重力若物体为绕地球做半径为r的匀速圆周运动的卫星，其向心力的来源就是地球对卫星的万有引力，即卫星所在位置处的重力由以上分析可知：物体在轨道上做圆周运动时万有引力、重力、向心力指的都是一个力，万有引力和重

3、力是从性质上分析，向心力是从圆周运动的效果上分析。显然重力加速度与向心加速度也指同一个量。在数值上，卫星到地心距离为r越大，由（5）式可知,物体的万有引力（重力、做圆周运动所需向心力）越小，所在位置处的重力加速度（做圆周运动的向心加速度）越小。另外，在此处，有同学认为卫星所受万有引力全部提供向心力，处于完全失重状态，所以重力就为零。这种理解错误在于没有认识到失重的实质。处于完全失重的物体并不是实际重力（实重）等于零，而是其对支持物的压力或悬挂物对其的拉力（视重）等于零。例1.人造卫星在进入轨道后做匀速圆周运动时，卫星内物体（）A.处于完全失重状态，所受重力为零

4、处于完全失重状态，但仍受重力作用C.所受的重力是维持它跟随卫星一起做匀速圆周运动所需的向心力D.处于平衡状态，即所受合力为零解析：卫星在轨道做匀速圆周运动时，卫星内物体所受万有引力等于重力全部提供向心力，处于完全失重状态，但是本身重力是不等于零的，它对支持物的压力为零。圆周运动不属于平衡状态，所以其合力不为零，合力为所受重力。二、公式中r的含义例3•宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。设四星系统中每颗星的质量均为m,半径均为R,四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上，其中a远大于Ro已知引力常

5、量为Go关于四星系统，下列说法正确的是（）每个星体表面的重力加速度由黄金代换可求得。三、环绕速度和发射速度人造卫星的环绕速度与发射速度是两个不同的概念，①所谓环绕速度是指卫星进入轨道后，绕地球做圆周运动的线速度。所以同一中心天体不同轨道的卫星环绕速度不同，轨道半径越大，环绕速度越小。速度与轨道半径的平方根成反比。②所谓发射速度是指卫星离开火箭时的初速度，要让卫星上天，围绕地球运转，通常是用三级火箭发射。卫星在火箭的推动下，向高空做加速运动，速度逐渐增大，同时火箭根据地面的指令，运动方向逐渐向水平方向转变。当卫星离开火箭时，获得了最大速度，这就是卫星的发射速度。

6、以后,它还要克服地球的引力做功，继续升高，继而进入轨道。所以发射速度一般都比环绕速度大，由于卫星发射过程中，要克服地球引力做功，所以发射到离地球越远的轨道，所需发射速度越大，其范围是：7.9km/sWu发射