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万有引力与航天 (2).doc

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    • 新人教版物理必修 2 新授课学案 备写人 : 胡林娣 使用时间: 2013 年___月___日32第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动创设情境:历史上不同时期对天体运动的认识有不同的看法,你知道对行星的 认识有哪些观点吗?学习任务:问题 1、古代人对行星运动的认识1、什么是地心说?代表人物是谁?2、什么是日心说?代表人物是谁?3、阅读课本后你认为行星是怎样运动的?问题 2、开普勒行星运动定律1、 开普勒第一定律的内容是什么?说明了行星运动的 思考:这一定律说明了行星运动轨迹的形状,不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗? 2、 开普勒第二定律的内容是什么?说明了行星运动的 思考:如图所示,行星沿着椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大?3、 开普勒第三定律的内容是什么?说明了行星运动的 4、由于太阳系行星的轨道与圆十分接近,所以在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理这样,开普勒三大定律就可以说成① 。

      ② ③ 例 1、.理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用下面对于开普勒第三定律的公式 KTR=23,下列说法正确的新人教版物理必修 2 新授课学案 备写人 : 胡林娣 使用时间: 2013 年___月___日33是( )A、公式只适用于轨道是椭圆的运动 B、式中的 K 值,对于所有行星(或卫星)都相等 C、式中的 K 值,只与中心天体有关,与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关 D、若已知月球与地球之间的距离,根据公式可求出地球与太阳之间的距离 例 2.有人发现了一个小行星,测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的 8 倍,则这颗小行星绕太阳的公转周期将是地球的公转周期的几倍?当堂检测:1、下列说法中正确的是( )A.大多数人造地球卫星的轨道都是椭圆,地球处在这些椭圆的一个焦点上B.人造地球卫星在椭圆轨道上运动时速度是不断变化的;在近日点附近速率大,远地点附近速率小;卫星与地心的连线,在相等时间内扫过的面积相等C.大多数人造地球卫星的轨道,跟月亮绕地球运动的轨道,都可以近似看做为圆,这些圆的圆心在地心处D.月亮和人造地球卫星绕地球运动,跟行星绕太阳运动,遵循相同的规律2、关于开普勒定律,下列说法正确的是( )A.开普勒定律是根据长时间连续不断的、对行星位置观测记录的大量数据,进行计算分析后获得的结论B.根据开普勒第二定律,行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中,其速度随行星与太阳之间距离的变化而变化,距离小时速度大,距离大时速度小C.行星绕太阳运动的轨道,可以近似看做为圆,即可以认为行星绕太阳做匀速圆周运动D.开普勒定律,只适用于太阳系,对其他恒星系不适用;行星的卫星(包括人造卫星)绕行星的运动,是不遵循开普勒定律的3.银河系中有两颗行星绕某恒星运行,从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为8:1,则 (1)它们的轨道半径的比为 ( ) A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.1:4(2)两行星的公转速度之比为 ( ) A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:14、我们假设地球绕太阳运动时的轨道半长轴为为 地a,公转周期为 地T,火星绕太阳运动的轨道半径为 地a,公转周期为 地T,那这些物理量之间应该满足怎样的关系?课堂小结:新人教版物理必修 2 新授课学案 备写人 : 胡林娣 使用时间: 2013 年___月___日34课后反思: 第二节 太阳与行星间的引力 创设情境: 通过上一节的学习我们知道所有行星绕太阳的运动可以看成匀速圆周运动 ,那么是 什么原因使行星做这样的运动?学习任务:问题 1、太阳对行星的引力1、设行星的质量为 m,速度为 v,行星到太阳的距离为 r,则行星绕太阳做匀速圆周运动,写出行星需要的向心力表达式,并说明式中符号的物理意义。

      2、行星运动的线速度 v 与周期 T 的关系式如何?天文观测难以直接得到行星的速度 v,但可以得到行星的公转周期 T,写出用 T 表示向心力的表达式3、如何应用开普勒第三定律消去周期 T?写出消去周期 T 后向心力的表达式 思考:这是行星需要的向心力,我们要求的是太阳对行星的引力,这两个力有关系吗?4.写出太阳对行星的引力 F 与距离 r 的比例式,说明比例式的意义即太阳对不同行星的引力与行星的 成正比,与行星和太阳间的 成反比思考:太阳对行星的引力与行星的质量有关,与太阳的质量有关吗?问题 2、行星对太阳的引力与太阳对行星的引力有什么关系?它又与太阳的质量 M 以及行星到太阳的距离 r 之间有何关系?根据什么得出的? 问题 3、太阳与行星间的引力概括起来有什么关系? 用表达式如何表示? 方向呢? 讨论课本“说一说”栏目中的问题新人教版物理必修 2 新授课学案 备写人 : 胡林娣 使用时间: 2013 年___月___日35【技能训练】例 1、两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动,它们的质量之比 m1:m2=p,轨道半径之比r1:r2=q ,则它们的公转周期之比 T1:T2= ,它们受到太阳的引力之比 F1:F2= 例 2、证明开普勒第三定律中,各行星绕太阳公转周期的平方与公转轨道半径的三次方的比值 k 是与太阳质量有关的恒量。

      当堂检测】1、行星之所以绕太阳运动,是因为 ( )A、行星运动时的惯性作用 B、太阳是宇宙的控制中心,所以星体都绕太阳旋转 C、太阳对行星有约束运动的引力作用 D、行星对太阳有排斥力作用,所以不会落向太阳 2、太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等,其依据是 ( ) A、牛顿第一定 B、牛顿第二定律 C、牛顿第三定律 D、开普勒第三定律 3、下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是 ( )A、太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力 B、太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离成反比 C、太阳对行星的引力规律是由实验得出的 D、太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的2.对于太阳与行星间引力的表述式 F=GMm/r2,下面说法中正确的是( ) A.公式中 G 为引力常量,它是人为规定的 B.当 r 趋近于零时,太阳与行星间的引力趋于无穷大 C.太阳与行星受到的引力总是大小相等的、方向相反,是一对平衡力 D.太阳与行星受到的引力总是大小相等的、方向相反,是一对作用力与反作用力 5.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动,那么下列说法中正确的是 ( ) A.行星受到太阳的万有引力,万有引力提供行星圆周运动的向心力 B.行星受到太阳的万有引力,行星运动不需要向心力 C.行星同时受到太阳的万有引力和向心力 D.行星受到太阳的万有引力与它运行的向心力不相等课堂小结:新人教版物理必修 2 新授课学案 备写人 : 胡林娣 使用时间: 2013 年___月___日36课后反思:第三节 万有引力定律【创设情境】太阳对行星的引力使行星绕太阳做匀速圆周运动,那么是什么原因使月球绕地球做圆周运动呢?宇宙中的其它物体之间是否也存在这种力?学习任务:追寻牛顿的足迹“发现”万有引力定律问题 1、月—地检验(学生阅读教材“月-地检验”部分的内容,完成写列问题)1、牛顿的思路:牛顿为什么想到了要进行月—地检验?2、检验的过程:地面附近的重力加速度 g=9.8m/s2,月球绕地球运动的周期为 27.3 天,地球半径为 R =6.4×106m,轨道半径为地球半径的 60 倍试求某一物体在月球的轨道上运动的加速度(月球公转的向心加速度)a。

      那么 a 是 g 的多少倍呢?3、检验的结果是什么?问题 2、万有引力定律1、内容:2、公式:3、适用条件:3、引力常量(阅读教材,思考下列问题)(1) 、引力常量是由哪位物理学家怎么测出的,它的数值是多大?(2) 、测定引力常量有何意义?新人教版物理必修 2 新授课学案 备写人 : 胡林娣 使用时间: 2013 年___月___日37做一做:下面我们粗略的来计算一下两个质量为 50kg,相距 0.5m 的人之间的引力例 1:两个物体的质量分别是 m1 和 m2,当它们相距为 r 时,它们之间的引力是F=__________1)若把 m1 改为 2m1,其他条件不变,则引力为______F2)若把 m1 改为 2m1,m2 改为 3m2,r 不变,则引力为 F3)若把 r 改为 2r,其他条件不变,则引力为 _____ F4)若把 ml 改为 3m1,m2 改为 m2/2,r 改为 r/2,则引力为 _________F 例 2、如图所示,一个质量为 M 的匀质实心球,半径为 R如果从球上挖去一个直径为 R 的球,放在相距为 d 的地方求下列两种情况下,两球之间的万有引力分别是多大?【学习检测】1.要使两物体间的万有引力减小到原来的 1/4,下列办法不可采用的是( )A.使两物体的质量各减小一半,距离不变 B.使其中一个物体的质量减小到原来的 1/4,距离不变C.使两物体间的距离增为原来的 2 倍,质量不变 D.使两物体间的距离和质量都减为原来的 1/4 2.质点 A 与质点 B 相距 L 时万有引力为 F,若将 A 的质量增加为原来的 3 倍,B 的质量增加为原来的 8 倍,将 AB 间距离增大为 2L,则 AB 间万有引力将为( ) A.F/4 B.6F C.12F D.24 F 3.地球质量大约是月球质量的 81 倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时,月球和地球对它的引力大小相等,该位置到月球中心和地球中心的距离之比为( )A.1:27 B.1:9 C.1:3 D.9:1 4.质量均为 0.8×107Kg 的两艘轮船相距 100m 时,二者之间的万有引力大小与下列哪一个物体的重力大小相当( ) A.一只蚂蚁 B. 一个鸡蛋 C.一头大象 D. 一个质量为 50 Kg 的人新人教版物理必修 2 新授课学案 备写人 : 胡林娣 使用时间: 2013 年___月___日385.两个质量分布均匀的球质量分别为 m 与 4m,半径分别为 R 与 2R,表面相距为 R,则两球之间的万有引力为多大?课堂小结:课后反思:第四节 万有引力理论的成就(第一课时)创设情境:卡文迪许通过实验测出了引力常量使的万有引力定律有了现实的意义,那么应用万有引力定律我们可以知道些什么呢?学习任务:问题 1、万有引力和重力之间的关系1、回忆重力的大小如何计算,它和哪些量有关?方向如何?2、思考:在地球表面上同地球保持相对静止的物体做什么运动?它的受力情况如何?3、分析在地球表面不同位置处的重力和万有引力的关系如何?算一算:地球自转的角速度多大?例 1、 如果到某一天,因。

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