辽宁省沈阳市二十一中高中物理 万有引力理论的成就学案1 新人教版必修2.doc

辽宁省沈阳市二十一中高中物理 万有引力理论的成就学案1 新人教版必修2【使用说明】1、认真阅读教材内容，按层次完成自学部分；（为跳高题、为跑步题、无为走路题）2、通过自学初步完成探究部分，标好疑点，以备展示、讨论。【学习目标】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质量及密度。3、 会用万有引力定律确定天体运行轨道。4、 体会科学思想方法。【自主学习】阅读教材第六章第四节万有引力理论的成就内容，完成自主学习部分。复习：物体在地球表面重力g ，黄金代换公式： 。 怎样计算环绕天体运动学参量？一、计算天体质量1、一个物体放在地球表面，已知地球表面重力加速度g、地球半径r，求地球质量及密度。2、已知月球绕地球匀速圆周运动周期t，轨道半径r，地球半径r，求地球质量和密度。思考：对于近地卫星rr，密度是多少？四、确定天体轨道1、已知天王星围绕太阳做匀速圆周运动，太阳质量m、天王星公转周期t，求轨道半径。2、到了18世纪，人们发现天王星的运动轨道有些“古怪”，根据万有引力定律计算出的轨道与实际观测的轨道有一些偏差，人们推测在天王星轨道外面还有一颗未发现的行星对天王星的吸引使其轨道产生偏离。英国剑桥大学学生 和法国年轻天文学家 各自独立的利用万有引力定律计算出这颗新行星的轨道。后来这颗行星命名为 。【自主探究】无全体都做、b级可做、a级可做。有简单步骤，问题部分作出标记。1、 某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径是6.8103km，周期是5.6103s。试估算地球质量。2、 2007年3月两会期间，中国绕月探测工程总指挥栾恩杰指出：中国第一颗人造月球卫星已研制完成，有望在年内探测38万公里以外的月球。如果在这次探测工程中要测量月球的质量，则需要知道的物理量有（卫星围绕月球的运动可以看作匀速圆周运动，已知万有引力常量）a卫星的质量和月球的半径b卫星绕月球运动的周期和卫星绕月球运动的半径c月球的半径和卫星绕月球运动的周期d卫星的质量、月球的半径和卫星绕月球运动的周期【合作探究】小组探究，统一答案，进行分组展示。为学科负责人展示。1、 木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有卫星绕木星公转。如果要通过观测求得木星的质量，需要测量那些量？试推导木星质量的计算式。 2、最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍，假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两上数据可以求出的量有a行星质量与地球质量之比b恒星质量与太阳质量之比c恒星密度与太阳密度之比 d行星运行速度与地球公转速度之比3、土星的卫星众多，其中土卫五和土卫六的半径之比为，质量之比为，围绕土星作圆周运动的半径之比为，下列判断正确的是a土卫五和土卫六的公转周期之比为b土卫五和土卫六的公转速度之比为c土星对土卫五和土卫六的万有引力之比为d土卫五和土卫六表面的重力加速度之比为【课堂检测】此部分不可提前完成，不可讨论完成。1、为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（ ）a.运转周期和轨道半径 b.质量和运转周期c.轨道半径和环绕速度 d.环绕速度和质量2、已知地球半径为r，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为l。月球绕地球公转的周期为t1，地球自转的周期为t2，地球绕太阳公转周期为t3，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为g，由以上条件可知a地球的质量为m地=c地球的密度为=b月球的质量为m月= d月球运动的加速度为3.我国第一颗绕月探测卫星嫦娥一号于2007年10月24日成功发射。如图所示，嫦娥一号进入地月转移轨道段后，关闭发动机，在万有引力作用下，嫦娥一号通过p点时的运动速度最小。嫦娥一号到达月球附近后进入环月轨道段。若地球质量为 m，月球质量为 m，地心与月球中心距离为r ，绕