物理2人教新资料6.4万有引力理论的成就导学案

物理2人教新资料6.4万有引力理论的成就导学案
【预习目标】
1、通读教材熟记本节差不多知识，完成预习内容。

2、依照发明问题查阅资料完成预习自测。

【预习内容】
【一】“科学真实迷人”，“称量”地球的质量
1.不考虑地球的自转，“称量”地球质量的原理公式是____________________，需知的条件有
_____________________，地球质量的表达式为M=____________________。

2.卡文迪许什么原因把自己测定引力常量G的实验说成是“称量地球的重量”？
【二】计算太阳的质量
计算太阳质量的原理公式是_____________，需知的条件有___________________，太阳质量的表达式为M=______________，其数值为2×1030Kg。

【三】发明未知天体，“笔尖下发明的行星”
人们发明天王星运动轨道有些“古怪”依照万有引力定律计算出的轨道和实际观测结果有一些偏差，物理学家发明了太阳系新的行星，还计算了一颗闻名慧星慧星的轨道并正确预言了它的回归。

【预习自测】
1、以下说法正确的选项是()
A、海王星是人们直截了当应用万有引力定律计算的轨道而发明的
B、天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发明的
C、海王星是人们通过长期的太空观测而发明的
D、天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其缘故是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此，人们发明了海王星
2、引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，重力加速度g＝9.8m/s2，地球半径R＝6.4×106m，那么可知地球质量的数量级是()
A、1018kg
B、1020kg
C、1022kg
D、1024kg
3、我国已启动“登月工程”，设想在月球表面上，宇航员测出小物块自由下落h高度所用的时间为t，当飞船在靠近月球表面圆轨道上飞行时，测得其环绕周期是T，引力常量为G、依照上述各量，试求：⑴月球表面的重力加速度；⑵月球的质量。

【我的疑惑】〔将自己在预习中为解决的问题和疑惑记录下来〕
探究案
【学习目标】
1、进一步理解万有引力与重力的关系并简单应用。

2、找出并总结求解天体质量的常用方法。

3、进一步熟悉应用万有引力定律解题的一般步骤。

【学习重点】
1.万有引力与重力的关系。

2.中心天体质量的计算。

【学习难点】总结求解天体质量的一般方法。

【方法指导】自主学习、合作交流、小组展示。

探究一重力与万有引力的关系〔自主学习，归纳整理〕
1.万有引力是物体所受的重力吗？
2.地球的质量M，地球的半径R，球地球表面的重力加速度g。

〔不考虑地球的自转〕
知识小结：
探究二中心天体质量的计算〔合作探究，小组展示〕
：地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为r 1，周期为T 1，地球的半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，月球到地球球心的距离为r 2，周期为T 2月，某人造地球卫星离地面的高度为h ，转动的速度为v 。

求：地球的质量？
方法总结：
【当堂检测】
1.利用以下哪组数据，能够计算出地球质量〔〕
A 、地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径和周期
B 、月球绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和周期
C 、月球绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和角速度
D 、地球半径和地球表面重力加速度
2、地球绕太阳公转的轨道半径是R 1，周期是T 1，月球绕地球运转的轨道半径是R 2，周期是T 2，那么太阳质量与地球质量之比是〔〕
A 、22322
131T R T R B 、21322231T R T R C 、21222221T R T R D 、32223121T R T R
3、一行星绕恒星作圆周运动。

由天文观测可得，其运动周期为T ，速度为v ，引力常量为G ，那么
A 、恒星的质量为32v T G π
B 、行星的质量为232
4v GT π
C 、行星运动的轨道半径为2vT π
D 、行星运动的加速度为2v T
π
课后作业：课本P43第1，3小题
学习反思：
【知识链接】卫星作匀速圆周运动各物理量随轨道半径的变化情况
（1） 由ma r Mm G F ==2得：2r
M G a =即随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的向心力和向心加速度都减小。

（2） 由r v m r Mm G 22=得：r
GM v =即随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的
卫星的线速度减小。

（3） 由r m r Mm G 22ω=得：3
r GM =ω即随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的角速度减小。

（4） 由r T m r Mm G 2224π=得：GM
r T 32π=随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的周期增大。

训练案
1、下面的数据，能够求出地球质量M 的是〔引力常数G 是的〕〔〕
A 、月球绕地球运行的周期T 1及月球到地球中心的距离R
1
B
、
C 、地球绕太阳运行的周期T 2及地球到太阳中心的距离R
2
D 、人造地球卫星在地面附近的运行速度v 和运行周期T
3
2
、以下说法正确的选项是〔〕
A 、质量为
m
B 、把质量为
m
C
、
D 、同一物体在任何地方其质量基本上
3
、以下说法正确的选项是〔〕
A 、海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发明
B
、天王星是人们依据万有引力计算的轨道而发明
C
、天王星的运行轨道偏离依照万有引力计算出来的轨道，其缘故是由于天王星受到轨道
D
、
4、火星的质量和半径分别约为地球的101和2
1，地球表面的重力加速度为g ，那么火星表面
的重力加速度约为〔〕
A 、0.2g
B 、0.4g
C 、2.5g
D 、5g
5、木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星。

观看测出：木星绕太阳作圆周运动的半径
为r 1、周期为T 1；木星的某一卫星绕木星作圆周运动的半径为r 2、周期为T 2，万有引力常量为G ，那么依照题中给定条件〔 〕
A 、能求出木星的质量
B 、能求出木星与卫星间的万有引力
C 、能求出太阳与木星间的万有引力
D 、能够断定22322131T r T r
6、在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量m 的砝码重量为F ，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为T ，依照这些数据求该星球的质量。