万有引力理论成就优秀教案
集体备课教案必修二 第六章第4节《万有引力理论的成就》
万有引力理论的成就
【教学目标】
(一)知识与技能
1.了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系,会计算地球质量。
2.知道行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点;会用万有引力定律计算天体的质量。
3.了解万有引力定律在天文学上有重要应用。
(二)过程与方法
1.培养学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法。
2.培养学生根据事件之间的相似性,采取类比方法分析新问题的能力与方法。
(三)情感、态度与价值观
培养学生认真严谨的科学态度和大胆探究的品质。
【教学重点】
地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算。
【教学难点】
根据已有条件求中心天体的质量。
【教学方法】
探究、讲授、讨论、练习。
【教学准备】
录像资料、多媒体课件。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、新课引入
万有引力常量的测出的物理意义。
答:使万有引力定律有了其实际意义,可以求得地球的质量等。
万有引力常量一经测出,万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用,这节课我们来讨论万有引力定律在天文学上的应用。
二、新课讲解
(一)地球质量
1.练习计算:
已知:M地,m,R
求:
(1)万有引力;
(2)物体随地球自转的向心力;
(3)比较可得什么结论?
2.了解地球表面物体的重力与地球对物体的万有引力的关系。
多媒体投影图:物体m在纬度为θ的位置,万有引力指向地心,分解为两个分力:m 随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力
给出数据:地球半径R、纬度θ(取90°)、地球自转周期T,计算两个分力的大小比值,引导学生得出结论:
向心力远小于重力,万有引力大小近似等于重力。 因此不考虑(忽略)地球自转的影响,2Mm mg G R =。 地球质量:2
万有引力的成就教案
万有引力的成就教案
教案标题:万有引力的成就
教学目标:
1. 了解万有引力的概念和原理;
2. 掌握计算万有引力的公式;
3. 理解万有引力在宇宙中的重要作用;
4. 培养学生的观察和实验设计能力。
教学重点:
1. 万有引力的概念和原理;
2. 计算万有引力的公式;
3. 万有引力在宇宙中的重要作用。
教学难点:
1. 理解万有引力的概念和原理;
2. 运用公式计算万有引力;
3. 探究万有引力在宇宙中的重要作用。
教学准备:
1. 教学材料:教科书、白板、投影仪;
2. 实验材料:小球、线、吊钩、弹簧秤、计时器等。
教学过程:
步骤一:导入(5分钟)
1. 引入万有引力的概念:请学生回顾地球上物体下落的原因,并引导他们思考,为什么物体会下落。
2. 引出万有引力的概念:解释万有引力的概念,指出万有引力是一种相互作用力,它使物体相互吸引。
步骤二:讲解(15分钟)
1. 讲解万有引力的原理:通过示意图和简单的实例,解释万有引力是由于物体
之间的质量吸引而产生的。
2. 引出计算万有引力的公式:介绍牛顿万有引力定律,即F = G * (m1 * m2) /
r^2,其中F为引力,G为万有引力常量,m1和m2为物体的质量,r为物体之间的距离。
步骤三:实验探究(20分钟)
1. 实验设计:将一个小球用线吊起,通过测量小球受到的拉力和距离,计算出
小球受到的引力。
2. 实施实验:学生分组进行实验,并记录实验数据。
3. 结果分析:引导学生根据实验数据计算出引力的大小,并进行结果分析。
步骤四:拓展应用(10分钟)
1. 探究万有引力在宇宙中的重要作用:引导学生思考,万有引力对于行星运动、卫星轨道等的影响。
高中物理教学教案一等奖设计3篇
1、高中物理教学教案一等奖设计
一、内容
人教版普通高中课程标准试验教科书物理必修2第六章第4节《万有引力理论的成就》
二、教学分析
1.教材分析
本节课是《万有引力定律》之后的一节,内容是万有引力在天文学上的应用。教材主要安排了“科学真是迷人”、“计算天体质量”和“发现未知天体”三个标题性内容。学生通过这一节课的学习,一方面对万有引力的应用有所熟悉,另一方面通过卡文迪许“称量地球的质量”和海王星的发现,促进学生对物理学史的学习,并借此对学生进行情感、态度、价值观的学习。
2.教学过程概述
本节课从宇宙中具有共同特点的几幅图片入手,对万有引力提供天体圆周运动的向心力进行了复习引入万有引力在天体运动中有什么应用呢?接下来,通过“假设你成为了一名宇航员,驾驶宇宙飞船……发现前方未知天体”,围绕“你有什么办法可以测出该天体的质量吗”全面展开教学。密度的计算以及海王星的发现自然过渡和涉及。在教材的处理上,既立足于教材,但不被教科书所限制,除了介绍教科书中重要的基本内容外,关注科技新进展和我国天文观测技术的发展,时代气息浓厚,反映课改精神,着力于培养学生的科学素养。
三、教学目标
1.知识与技能
(1)通过“计算天体质量”的学习,学会估算中数据的近似处理办法,学会运用万有引力定律计算天体的质量;
(2)通过“发现未知天体”,“成功预测彗星的回归”等内容的学习,了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
2.过程与方法
运用万有引力定律计算天体质量,体验运用万有引力解决问题的基本思路和方法。
3.情感、态度、价值观
(1)通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”的学习,体会科学定律在人类探索未知世界的作用;
[实用参考]《万有引力理论的成就》示范教案
优质参考文档
6.4万有引力理论的成就
【教学目标】
知识与技能
1.了解万有引力定律在天文学上的应用
2.会用万有引力定律计算天体的质量和密度
3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法过程与方法
通过求解太阳.地球的质量,培养学生理论联系实际的运用能力
情感态度与价值观
通过介绍用万有引力定律发现未知天体的过程,使学生懂得理论来源于实践,反过来又可以指导实践的辨证唯物主义观点
【教学重点】
1、行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。
2、会用已知条件求中心天体的质量。
【教学难点】
根据已有条件求中心天体的质量。
【教学课时】
1课时
【探究学习】
引入新课
教师活动:上节我们学习了万有引力定律的有关知识,现在请同学们回忆一下,万有引力定律的内容及公式是什么?公式中的G又是什么?
G 的测定有何重要意义?
学生活动:思考并回答上述问题:
内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这
两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。
公式:F =G 221r
m m . 公式中的G 是引力常量,它在大小上等于质量为1kg 的两个物体
相距1m 时所产生的引力大小,经测定其值为6.67×10—
11N ·m 2/kg 2。
教师活动:万有引力定律的发现有着重要的物理意义:它对物理学、天文学
的发展具有深远的影响;它把地面上物体运动的规律和天体运动
的规律统一起来;对科学文化发展起到了积极的推动作用,解放
了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心,人们有
能力理解天地间的各种事物。这节课我们就共同来学习万有引力
高中物理教案一等奖《万有引力定律》4篇
4、高中物理教案一等奖《万有引力定律》
一、课题:万有引力定律
二、课型:概念课(物理按教学内容课型分为:规律课、概念课、实验课、习题课、复习课)
三、课时:1课时
四、教学目标
(一)知识与技能
1.理解万有引力定律的含义并会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题。
2.知道万有引力定律公式的适用范围。
(二)过程与方法:在万有引力定律建立过程的学习中,学习发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等方法。
(三)情感态度价值观
1.培养学生研究问题时,抓住主要矛盾,简化问题,建立理想模型的处理问题的能力。
2.通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性,提高学生科学价值观。
五、教学重难点
重点:万有引力定律的内容及表达公式。
难点:1.对万有引力定律的理解;2.学生能把地面上的物体所受重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来。
六、教学法:合作探究、启发式学习等
七、教具:多媒体、课本等
八、教学过程
(一)导入
回顾以前对月-地检验部分的学习,明确既然太阳与行星之间,地球与月球之间、地球对地面物体之间具有与两个物体的质量成正比,跟它们的距离的二次方成反比的引力。这里进一步大胆假设:是否任何两个物体之间都存在这样的力?
引发学生思考:很可能有,只是因为我们身边的物体质量比天体的质量小得多,我们不易觉察罢了,于是我们可以把这一规律推广到自然界中任意两个物体间,即具有划时代意义的万有引力定律.然后在学生的`兴趣中进行假设论证。
(二)进入新课
学生自主阅读教材第40页万有引力定律部分,思考以下问题:
高二物理苏版2万有引力理论的成就教案
高二物理苏版2 6
重/难点
重点:地球质量的运算、太阳等中心天体质量的运算。
难点:依照已有条件求中心天体的质量,密度。明白得并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。
重/难点分析
重点分析:一是引导和启发学生通过“称量地球的质量”,“运算天体的质量”的学习,明晰万有引力定律运用的思路和方法。这是学生需要把握的最差不多的知识与技能。二是通过“发觉未知天体”等史实材料的展现,提供给学生丰富的感性认识,让他们感受到科学的精妙与科学定律发觉的意义和价值,培养学生对科学的热爱。
难点分析:使学生认清黄金代换的理论依据和使用条件。深刻明白得每一个字母的本质含义。假如死记硬背,做题时就会忽对忽错。在此基础上能够熟练依照已有条件求中心天体的质量,密度。明白得并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。
突破策略
一、万有引力与重力
地球对物体的引力是物体受到重力的全然缘故,但重力又不完全等于引力。这是因为地球在不停地自转,地球上的一切物体都随着地球的自转而绕地轴做匀速圆周运动,这就需要向心力.那个向心力的方向是垂直指向地轴的,它的大小是2F mr 向ω=,式中的r 是物体与地轴的距离,ω是地
球自转的角速度。那个向心力来自哪里?只能来自地球对物体的引力F ,它是引力F 的一个分力,如图所示,引力F 的另一个分力才是物体的重力mg 。 在不同纬度的地点,物体做匀速圆周运动的角速度ω相同,而圆周的半径r 不同,那个半径在赤道处最大,在两极最小(等于零)。纬度为α处的物体随地球自转所需的向心力2cos F mR 向ωα= (R 为地球半径)。由公式可
(新教材)统编人教版高中物理必修二第七章第3节《万有引力理论的成就》优质课教案
(新教材)统编人教版高中物理必修二第七章第3节《万有引力理论
的成就》优质课教案
【教材分析】
本课教材主要内容是万有引力理论的四个成就:称量地球的质量、计算天体的质量、发现未知的天体、预言哈雷慧星回归。教材一开始以物理学上用天平测量物体的质量、生活中电子秤、台秤称量物体的质量的图片引入,让学生联想到如何称量地球;紧接着依次介绍了用万有引力理论来称量地球的质量、计算天体的质量、发现未知的天体、预言哈雷慧星回归等理论成就。教材安排有思考与讨论,以提高学生探究分析解决问题的能力。
【教学目标】
1.了解科学家如何用万有引力理论称量地球的质量、计算天体的质量、发现未知的天体、预言哈雷慧星回归。
2.能运用万有引力理论解决未知问题。
【核心素养】
1.物理观念:通过学习万有引力理论的成就,能从物理学视角形成运动与相互作用认识和观念;能从物理学视角解释自然现象和解决实际问题。
2.科学思维:能从物理学视角认识万有引力理论的运用;能基于经验
事实建构物理模型,抽象概括;运用分析综合、推理论证等方法;能基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判,进行检验和修正,进而提出创造性见解的能力与品格。
3.科学探究:培养基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释,以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
4.科学态度与责任:在了解万有引力理论运用,认识科学•技术•社会•环境关系的基础上,逐渐形成的探索自然的内在动力,严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。
人教版高中物理必修2-6.4《万有引力理论的成就》名师教案
《万有引力理论的成就》教学设计
天津市第五十四中学贲景文
教材分析
本节课是《万有引力定律》之后的一节,内容是万有引力在天文学上的应用。教材主要安排了“科学真是迷人”、“计算天体质量”和“发现未知天体”三个标题性内容。要求学生体会万有引力定律经受实践的检验,取得了很大的成功;理解万有引力理论的巨大作用和价值。通过本节的学习,使学生深刻体会科学定律对人类探索未知世界的作用,激起学生对科学探究的兴趣,培养热爱科学的情感。学情分析
学生在学习本节内容之前,已经学习了万有引力定律,理解定律的内容及适用范围;并且通过前一章的学习,已经掌握了匀速圆周运动的相关知识,初步具备了利用牛顿定律和向心力表达式处理匀速圆周运动的方法。因此,学生已经具备学习、探究、运用万有引力的理论解决实际问题的能力。
核心素养
通过《万有引力理论的成就》的学习过程,掌握解决物理天体问题的基本思路和方法;感悟万有引力定律在人类探索未知世界中的巨大作用,让学生懂得理论来源于实践,反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。
教学目标
1、通过“发现未知天体”,“成功预测彗星的回归”等内容的学习,了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
2、学会运用万有引力定律计算天体的质量,学会估算中数据的近似处理办法。教学重、难点
教学重点:应用万有引力理论计算天体的质量的思路和方法。
教学难点:地面处地球对物体的万有引力与重力之间的关系;信息技术及其他学习资源的应用(交互式电子白板、学生用平板电脑)。
教学流程图
教学过程
课前:登陆平台,发送预习任务。根据平台上学生反馈的预习情况,发现薄弱点,针对性教学。
高中物理7.4 万有引力理论的成就 教案1人教版必修2
§7.4 万有引力理论的成就
【学习目标】
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的质量。
3.理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法。
【知识梳理】
1.科学真是迷人
如果______________的影响,地面上质量为m的物体受到重力等于__________,即mg=______________,由此得地球的质量表达式为______________。已知g=10m/s2, R=6371km, G=6.67×10-11N·m2/kg2,则地球的质量约为______________kg。
2.计算天体的质量
(1)计算太阳的质量:将______________的运动近似看作匀速圆周运动,向心力由______________提供,其牛顿第二定律方程是______________,由此得太阳的质量为______________。
(2)测量天体质量的主要方法是______________。
3.发现未知天体
海王星是在______年____月____日发现的,发现过程是:发现________的实际运动轨道与______________的轨道总有一些偏差,根据观察到的偏差数据和万有引力定律计算出______________,并预测可能出现的时刻和位置;在预测的时间去观察预测的位置。
海王星与冥王星发现的重要意义在于___________________________________。
【小试身手】
1.下面说法正确的是()
A.海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的
B.天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的
物理:6.4《万有引力理论的成就》教案(新人教版必修2)
物理:6.4《万有引力理论的成就》教案(新人教版必修2)
第六章万有引力与航天
6.4 万有引力理论的成就
★教学目标
(一)知识与技能
1.了解万有引力定律在天文学上的应用
2.会用万有引力定律计算天体的质量和密度
3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法
(二)过程与方法
4.培养学生归纳总结建立模型的能力与方法
5.通过求解太阳.地球的质量,培养学生理论联系实际的运用能力
(三)情感态度与价值观
6.培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质
7.体会物理学规律的简洁性和普适性,领略物理学的优美
8.通过介绍用万有引力定律发现未知天体的过程,使学生懂得理论来源于实践,反过
来又可以指导实践的辩证唯物主义观点
★教学重点
1.地球、太阳等中心天体质量的计算
★教学难点
1.根据已知条件求解天体质量
★教学过程
一、引入
师:在上节课的学习中我们学习了万有引力定律,关于万有引力,大家可能只把它当作一个普通的知识点来看待,很多同学可能是这样想的:不就是用来求解两个物体之间的引力的一个公式嘛。
师:这里我要告诉大家的是,万有引力定律的发现有着重要的物理意义:它对物理学、天文学的发展具有深远的影响;它把地面上物
体运动的规律和天体运动的规律统一起来;对科学文化发展起到了积极的推动作用,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心,使人们有能力理解天地间的各种事物。时至今日,数千颗人造卫星正在按照万有引力定律为它们设定的轨道绕地球运转着。所以没有万有引力定律,就没有今天的天空漫步,当然也没有卫星通信时代了。以至于阿波罗8号从月球返航的途中,当地面控制中心问及“是谁在驾驶”的时候,指令长这样回答:“我想现在是牛顿在驾驶。”
万有引力理论的成就 教案 说课稿
万有引力理论的成就(2课时)
第1课时
一、教学目标:
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的质量。 3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的基本方法。
二、教学重点:万有引力定律和圆周运动知识在天体运动中的应用
三、教学难点:天体运动向心力来源的理解和分析
四、教学方法:启发引导式
五、教学过程:
(一)引入新课
天体之间的作用力主要是万有引力,万有引力定律的发现对天文学的发展起到了巨大的推动作用,这节课我们要来学习万有引力在天文学上有哪些重要应用。
(二)进行新课
1.天体质量的计算
提出问题引导学生思考:在天文学上,天体的质量无法直接测量,能否利用万有引力定律和前面学过的知识找到计算天体质量的方法呢?
(1)基本思路:在研究天体的运动问题中,我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动,万有引力提供天体作圆周运动的向心力。
(2)计算表达式:r mv r
M G v m r M G m m 222
24==或 例如:已知某一行星到太阳的距离为r ,公转周期为T ,太阳质量为多少?
分析:设太阳质量为M ,行星质量为m ,由万有引力提供行星公转的向心力得:
232224Mm r G m r m r T πω==, ∴23
24r M GT
π= 提出问题引导学生思考:如何计算地球的质量?
分析:应选定一颗绕地球转动的卫星,测定卫星的轨道半径和周期,利用上式求出地球质量。因此上式是用测定环绕天体的轨道半径和周期方法测被环绕天体的质量,不能测定环绕天体自身质量。
高一物理必修2《万有引力理论的成就》优秀教案
高一物理必修2《万有引力理论的成就》优秀教案
高一物理必修2《万有引力理论的成就》优秀教案
高一物理必修2《万有引力理论的成就》优秀教案
[学习目标]
1.了解万有引力定律的伟大成就,能测量天体的质量及预测未知天体等
2.熟练掌握应用万有引力定律测天体质量的思路和方法。
3.体会万有引力定律在天文学史上取得的巨大成功,激发学科学习激情和探索精神。
[学习重难点]
1.重点:测天体的质量的思路和方法
2.难点:物体的重力和万有引力的区别和联系。
[学习方法]
自主学习、合作交流、讲授法、练习法等。
[课时安排]1课时
[学习过程]
一、导入新课:
万有引力定律发现后,尤其是卡文迪许测出引力常量后,立即凸显出定律的实用价值,能利用万有引力定律测天体的质量,科学性的去预测未知的天体!这不仅进一步证明了万有引力定律的正确性,而且确立了万有引力定律在科学史上的地位,有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。二、多媒体展示问题,学生带着问题学习教材,交流讨论。
1.说一说物体的重力和万有引力的区别和联系
2.写出应用万有引力定律测天体质量的思路和方法。
3.简述“笔尖下发现的行星”的天文学史事,该史事说明了什么?
三、师生互动参与上述问题的学习与讨论
1.学生互动学习交流发言。
2.教师指导、帮助学生进一步学习总结(结合课件展示)。
(1)万有引力和物体的重力
地球表面附近的物体随地球的自转而做匀速圆周运动,受力分析如图(1)
1)在两极点:
2)除两极点外:万有引力的一个分力提供向心力,
另外一个分力就是物体受到的重力,由于提供
向心力的力很小(即使在赤道上),物体的重力
高中物理《万有引力的成就》优质课教案、教学设计
《万有引力理论的成就》教学设计
【学习目标】
一、知识与技能
1)会用万有引力定律计算天体的质量。
2)理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。
二、过程与方法
1)通过合作探究天体质量和天体密度的计算,理解称量天体质量和计算天体密度的方法。
2)通过天体质量的计算、未知天体的发现,明确万有引力定律的应用。
三、情感、态度与价值观
通过天体质量的计算、未知天体的预测的学习活动,体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用。
【学习重难点】
重点:掌握求解天体质量和密度的一般方法。
难点:
(1)求解天体质量和密度的方法。
(2)应用万有引力定律求解天体问题的基本思路。
【教学方法】
探究式教学、问题导向式教学法。
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7.4 万有引力理论的成就
★新课标要求
(一)知识与技能
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。
3、理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。
(二)过程与方法
1、通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。
2、了解天体中的知识。
(三)情感、态度与价值观
体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用,让学生懂得理论来源于实践,反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点
★教学重点
1、行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。
2、会用已知条件求中心天体的质量。
★教学难点
根据已有条件求中心天体的质量。
★教学方法
教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。
★教学工具
有关练习题的投影片、计算机、投影仪等多媒体教学设备
★教学过程
(一)引入新课
教师活动:上节我们学习了万有引力定律的有关知识,现在请同学们回忆一下,万有引
力定律的内容及公式是什么?公式中的G 又是什么?G 的测定有何重要意
义?
学生活动:思考并回答上述问题:
内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的
质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。
公式:F =G 221r
m m . 公式中的G 是引力常量,它在大小上等于质量为1 kg 的两个物体相距1 m
时所产生的引力大小,经测定其值为6.67×10—11 N ·m 2/kg 2。
教师活动:万有引力定律的发现有着重要的物理意义:它对物理学、天文学的发展具有
深远的影响;它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来;对科
学文化发展起到了积极的推动作用,解放了人们的思想,给人们探索自然的
奥秘建立了极大信心,人们有能力理解天地间的各种事物。这节课我们就共
同来学习万有引力定律在天文学上的应用。
(二)进行新课
1、“科学真实迷人”
教师活动:引导学生阅读教材“科学真实迷人”部分的内容,思考问题[投影出示]:
1、推导出地球质量的表达式,说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是
“称量地球的重量”?
2、设地面附近的重力加速度g=9.8m/s 2,地球半径R =6.4×106m ,引力常量
G =6.67×10-11 Nm 2/kg 2,试估算地球的质量。
学生活动:阅读课文,推导出地球质量的表达式,在练习本上进行定量计算。
教师活动:投影学生的推导、计算过程,一起点评。
24112
6210610
67.6)104.6(8.9⨯=⨯⨯⨯==-G gR M kg 点评:引导学生定量计算,增强学生的理性认识。对学生进行热爱科学的教育。
2、计算天体的质量
教师活动:引导学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容,同时考虑下列问题[投
影出示]。
1、应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?
2、求解天体质量的方程依据是什么?
学生活动:学生阅读课文第一部分,从课文中找出相应的答案.
1、应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是:根据环绕天体的运动情
况,求出其向心加速度,然后根据万有引力充当向心力,进而列方程求解.
2、从前面的学习知道,天体之间存在着相互作用的万有引力,而行星(或
卫星)都在绕恒星(或行星)做近似圆周的运动,而物体做圆周运动时合力
充当向心力,故对于天体所做的圆周运动的动力学方程只能是万有引力充当
向心力,这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在.
教师活动:引导学生深入探究
请同学们结合课文知识以及前面所学匀速圆周运动的知识,加以讨论、综合,
然后思考下列问题[投影出示]。学生代表发言。
1.天体实际做何运动?而我们通常可认为做什么运动?
2.描述匀速圆周运动的物理量有哪些?
3.根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法?
4.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力求出的天体质量有几
种表达式?各是什么?各有什么特点?
5.应用此方法能否求出环绕天体的质量?
学生活动:分组讨论,得出答案。学生代表发言。
1.天体实际运动是沿椭圆轨道运动的,而我们通常情况下可以把它的运动近
似处理为圆形轨道,即认为天体在做匀速圆周运动.
2.在研究匀速圆周运动时,为了描述其运动特征,我们引进了线速度v ,角速
度ω,周期T 三个物理量.
3.根据环绕天体的运动状况,求解向心加速度有三种求法.即:
(1)a 心=r
v 2 (2)a 心=ω2·r
(3)a 心=4π2r /T 2
4.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力,结合圆周运动向心
加速度的三种表述方式可得三种形式的方程,即
(1)F 引=G
2r Mm =F 心=ma 心=m r v 2. 即:G r
v m r Mm
22= ① (2)F 引=G
2r Mm
=F 心=ma 心=m ω2r 即:G 2r Mm
=m ω2·r
② (3)F 引=G 2r Mm =F 心=ma 心=m 224T r
π
即:G 2r Mm
=m 224T r
π ③
从上述动力学方程的三种表述中,可得到相应的天体质量的三种表达形式:
(1)M =v 2r /G .
(2)M =ω2r 3/G .
(3)M =4π2r 3/GT 2.