第2节万有引力定律的应用

第6章 第四节 万有引力理论的成就导学案 海口市琼山中学 张 华学习目标：1、 通过学习未知天体的发现，了解万有引力定律在天文学上的应用。2、 通过计算地球和太阳的质量掌握利用万有引力定律计算天体的质量和密度的方法。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。自主探究：1、 卡文迪许是如何测量地球质量的？2、 人造地球卫星、月球绕地球的运动，行星绕太阳的运动的向心力分别是由谁提供的？ 3、 如何求太阳的质量？4、 海王星是如何发现的？合作探究：1、 称量地球的质量创设情景1：(阅读教材41页“科学真是迷人”）设地面附近的重力加速度g取9.8m/s2，地球半径R=6.4106，引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2试估算地球的质量？拓展1、 利用以上数据能否求出地球的密度？如果能请列出公式？2、 若已知月球表面的重力加速度g0和月球半径R0，求月球的质量和密度？结论1：求天体质量的方法一： 2、 计算中心天体的质量自主探究：（请阅读教材，回答下面2个问题）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？小组合作1：1、 天体实际做何运动？我们通常认为天体做什么运动？2、 描述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方法？4、 应用天体运动的动力学方程万有引力充当向心力求出天体的质量有几种表达式？5、 应用此方法能否求出环绕天体的质量？结论2：求天体质量的方法二： 创设情景2：把地球绕太阳公转看作匀速圆周运动，已知引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2，平均半径为1.51011m,请估算太阳的质量约为多少？（结果保留一位有效数字）拓展21、 利用以上数据能否求出太阳的密度？如果能请写出公式？2、 能否用类似的方法求地球的质量？需要知道哪些物理量？需要选谁作为研究对象？请列出表达式？3、 发现未知天体小组合作2：阅读教材“发现未知天体”部分内容，思考下面3个问题：1、 应用万有引力定律除可估算天体的质量，还可以在天文学上有何应用？2、 应用万有引力定律发现了哪些天体？3、 人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的？请发表你的看法？课堂小结：1、 求天体质量的两条思路： 2、 用万有引力定律研究天体运动时，将天体的运动近似看作 运动，其所需要的向心力来自于 。然后结合向心力公式，根据题目中所给的实际情况，选择适当的公式进行求解。3、 已知天体的半径R，某星体绕该天体运动的轨道半径为r，其周期为T，则天体的密度为 ；已知天体表面处的重力加速度g和天体的半径R，则天体的密度为 。4、 现在我们知道太阳系有八大行星，其中被称为“笔尖下发现的行星”的是 因为它是根据 算出来的。它的发现也更进一步证实了万有引力定律的正确性。 课后作业：教材43页3、4题课外探究作业：1、 设行星绕恒星的运动轨道是圆，则其运行周期T的二次方与其运行轨道半径R的三次方之比为常数，即，那么K的大小决定于（ ）.只与行星质量有关B.只与恒星质量有关C.与恒星及行星的质量都有关D.与恒星的质量及行星的速率有关2、 用火箭把宇航员送到月球上，如果他已知月球的半径，那么，他用一个弹簧测力计和一个已知质量的砝码，能否测出月球的质量？ 应该怎样测定？3.宇航员在某星球的表面,将一小球从离地面h高处以初速度v0水平抛出，抛出后小球落地点与抛出点的水平位移为s，若该星球的半径为R，引力常量为G，求该星球的密度