山東省臨沭第二中學(xué)高中物理 第六章 萬(wàn)有引力定律 萬(wàn)有引力理論的成就學(xué)案（無(wú)答案）新人教版必修2.doc

課題：萬(wàn)有引力理論的成就【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量。2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)研究天體問(wèn)題的思路、方法。3了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：運(yùn)用萬(wàn)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(dòng)中應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決問(wèn)題?！締?wèn)題導(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(guò)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(huì)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(yè)）3.物體在天體表面時(shí)受到的重力近似等于萬(wàn)有引力，萬(wàn)有引力分解為兩個(gè)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(wàn)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(yáng)的質(zhì)量：設(shè)太陽(yáng)的質(zhì)量m，m是某個(gè)行星的質(zhì)量，r是它們之間的距離，t是行星繞太陽(yáng)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(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供可求出中心天體的質(zhì)量！物體在天體表面時(shí)受到的重力等于萬(wàn)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(wèn)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(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)單用大陽(yáng)和其他行星對(duì)它的引力作用，并不能圓滿地作出解釋用萬(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(2)兩種觀點(diǎn)猜想與假設(shè) 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(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(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 (4)伽勒的發(fā)現(xiàn)實(shí)踐檢驗(yàn)1846年9月23日晚，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(huì)）1.下列說(shuō)法正確的是:（ ）a.天王星是人們根據(jù)萬(wàn)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(wàn)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(wàn)有引力計(jì)算出來(lái)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(shuō)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(yáng)運(yùn)行的周期及地球離太陽(yáng)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(cè)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(jí)是: ( )a.1018kg b.1020kgc.1022kg d.1024kg 5.若地球繞太陽(yáng)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(yáng)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(lái)，摘下豐收果）8.太空中有一顆繞恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星，此行星上一晝夜的時(shí)間是6h.在行星的赤道處用彈簧秤測(cè)量物體的重力的讀數(shù)比在兩極時(shí)測(cè)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(kāi)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(guò)長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)采后，地球仍可看作是均勻球體，月球仍沿開(kāi)采前的圓軌道運(yùn)動(dòng)，則與開(kāi)采前相比( )a.地球與月球間的萬(wàn)有引力將變大b.地球與月球間的萬(wàn)有引力將變小c.月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變長(zhǎng)d.月球繞地球運(yùn)動(dòng)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(dòng)時(shí)，測(cè)得環(huán)繞周期為t。當(dāng)飛船降落在該星球表面時(shí),用彈簧測(cè)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(gè)小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，小球落到星球表面，測(cè)得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為l。若拋出時(shí)的初速度增大為原來(lái)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