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《【导学案】2015年高中物理人教版必修二教师用书6.4.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、www。ks5u.com课时6。4万有引力理论的成就1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2.会用万有引力定律计算天体质量,了解“称量地球质量”“计算太阳质量”的基本思路.3.认识万有引力定律的科学成就,体会科学思想方法.重点难点：掌握根据万有引力定律及相关知识求中心天体质量的方法。教学建议：本节属于应用性知识的教学内容,使万有引力定律在应用中得到进一步检验;通过教学使学生的思维能力得到进一步训练；教材的立意是使学生感受用物理理论探索未知世界的科学魅力，激发探究未知世界的兴趣.教师在授课过程中应引导学生自觉养成科学探究的良好习惯,学习科
2、学家们坚韧不拔的精神。可以放手给学生,让学生互相帮助探究课本中的问题，学习教材内容后解答问题，真正以学生为学习主体.导入新课:地球很大很大,以至于我们人类怎样折腾地球，地球也不会因此动一下.但再大的物体也有质量,地球的质量有多大？太阳的质量又有多大?我们怎么才能求出来?今天我们就来试着解决这些问题。1.计算地球质量(1)地球上的物体具有重力是由于①地球的吸引而产生的，若不考虑地球自转的影响,地面上的物体所受的重力等于物体受到的②地球的万有引力。(2)公式：③G=mg。（3）我们只需测出④地球半径R和地球表面的⑤重力加速度g，即可求地球的质量
3、M=⑥.2.计算其他天体质量（1)将行星或卫星的运动近似看作⑦匀速圆周运动,行星或卫星的向心力由⑧万有引力提供。（2）观测围绕中心天体运动的⑨行星轨道半径r和⑩运动周期T，根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律列出方程G=m()2r，求得中心天体的质量M=.3。计算中心天体的密度如果中心天体为球体,则密度ρ==，R为中心天体的半径。当匀速圆周运动的天体绕中心天体表面运行时,则r=R，则上式可简化为ρ=。4。发现未知天体(1）被人们称为“笔尖下发现的行星"被命名为海王星。(2）海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位，也成
4、为科学史上的美谈.1。通过计算天体的质量,说说开普勒第三定律中的常量k与哪些因素有关。解答：常量k与太阳（中心天体）的质量有关。2。太阳系八大行星中离太阳最近和最远的分别是什么?解答:最近的是水星，最远的是海王星。主题1：实验室中“称量”地球质量问题：(1)不考虑地球自转的影响，地面上物体受到的地球引力有哪两种表达形式?(2)设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2,地球半径R=6。4×106m,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，试估算地球的质量.(3）总结称量地球质量的方法和原理。(4）根据地球表面的重力加速度g、引力常量
5、G怎样计算出地球的密度?解答:（1)不考虑地球自转的影响,地面上物体受到的地球引力F等于物体的重力,因此,F=mg，根据万有引力公式有F=。(2）对地面上的物体有G=mg，则地球质量M=，将g=9。8m/s2,地球半径R=6。4×106m，引力常量G=6。67×10-11N·m2/kg2代入得,M=kg=6.0×1024kg。(3）“称量”地球质量的方法。①称量条件：不考虑地球自转的影响。②称量原理:地面上物体所受到的重力等于地球对它的万有引力，即mg=G。(4)因为地面上物体受到的地球引力F等于物体的重力，mg=，又因为M=πR3ρ,所以
6、密度ρ=。知识链接：不考虑地球自转的影响，地面上物体受到的重力等于地球对物体的引力。主题2:计算未知天体的质量的方法问题:阅读教材“计算天体的质量”标题下的内容,结合教材知识以及前面所学匀速圆周运动的知识，加以讨论、综合，然后回答下列问题。(1）应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?(2)以月球绕地球运行为例，请你应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力，写出所有可能的表达式.（3)根据上面的推导,月球绕地球运动的动力学方程有多个，如:F=m、F=mω2r、F=m,我们通常选择哪个方程来计算地球的质量?为什么？利用此方法能否求
7、出月球的质量？（4)请你总结应用万有引力定律计算未知天体质量的方法。解答：(1）根据环绕天体运动的情况,求出向心加速度,然后根据万有引力充当向心力，列方程求解。（2)①若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,根据万有引力等于向心力,即=m月r()2,可求得地球质量M地=.②若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律,得G=m月，解得地球的质量为M地=。③若已知月球运行的线速度v和运行周期T,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根
8、据牛顿第二定律,得=m月r（)2,v=,由以上两式解得M地=。（3)由于天文观测中月球绕地球运动的线速度v和角速度ω不易观测,但月球绕地球运动的周期T比较容易观测出来，所以我们应
