万有引力的成就、宇宙航行.doc

4万有引力理论的成就学案学习目标：1、掌握求天体质量的方法2、了解利用万有引力理论发现未知天体的方法一、自主学习复习：1、万有引力定律内容、公式2、星球表面附近万有引力与重力的关系3、一个天体绕另一个天体做 运动，向心力来源4、向心加速度公式二、合作探究（一）计算天体的质量1、如何计算地球的质量2、如何计算太阳的质量3、归纳计算天体质量的方法4、尽可能多的写出计算天体质量表达式（在不同的已知条件下）（二）发现未知天体哪些天体是利用了万有引力理论发现的？是怎样发现的？三、延伸迁移（一）计算天体的质量例1、（2007年宁夏高考）天文学家发现了某恒星有一颗行星是在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和周期，由此可以推算出（ ）A、行星的质量 B、行星的半径 C、恒星的质量 D、恒星的半径练习：1、（2008年北京高考）据报道，嫦娥一号卫星，环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200，运行周期127分钟，若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件，不能求出的是（ ）A、月球表面的重力加速度 B、月球对卫星的引力C、卫星绕月球运行的速度 D、卫星绕月运行的加速度2、一直地球半径R,地球质量m，日地中心距离r，地面重力加速度g，计算天体质量M（引力常量G未知）3、在以下条件下求出地球的质量，已知引力常量为G（1）某一卫星（月亮和人造卫星都是地球的卫星）的周期T，轨道半径r（2）某一卫星的绕行速度V和轨道半径r（3）某一卫星的绕行速度V和周期T（4）地球表面的重力加速度g，地球半径R（二）估算天体的平均密度例2、假设在半径为R的某天体上发射一颗天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1，已知万有引力常量为G，则该天体的密度是多少？若这颗卫星距离天体表面的高度为h，测得在该处做圆周运动的周期为T2，则该天体的密度有是多少？5宇宙航行学案学习目标：1、了解人造卫星的有关知识2、知道三个宇宙速度的含义3、会计算第一宇宙速度4、知道地球同步卫星的相关知识一、自主学习宇宙速度结合平抛运动规律和万有引力理论思考牛顿的设想，为什么速度足够大时，这个物体将成为人造卫星思考：这个速度要至少达到多大，物体才能成为地球的卫星而不掉下来？第一宇宙速度 ，第二宇宙速度 ，第三宇宙速度 。二、合作探究（一）地球同步卫星的环绕速度和轨道高度例1、（1）如图所示，、b、c、d四条轨道中可以作为卫星轨道的是那一条轨道？（2）这四条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？例2、已知地球的半径是R，地球的质量M，引力常量G，若要发射一颗地球同步卫星，试求：（1）地球同步卫星的轨道高度h；（2）地球同步卫星的环绕速度v（注意和地球同步的含义，并从中可以得到什么条件？）思考：在例2中，若引力常量未知，知道地球表面的重力加速度g，结果该如何表示？结论：卫星的轨道平面必然经过 ，同步卫星的轨道平面在 ，同步卫星的高度和环绕速度都是 。（二）第一宇宙速度是最大速度还是最小速度1、发射速度2、环绕速度（运行速度）三、延伸迁移1、我国成功发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”，设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球的1/81，月球半径约为地球半径的1/4，地球上的第一宇宙速度为7.9/s，则该卫星绕月运行的速率约为（ ）A、0.4/s B、1.8/s C、11/s D、36/s2、同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星，则下面说法正确的是（ ）A、它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离按需要选择不同数值B、它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C、它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的数值D、它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的3、人造卫星在运行中因受高空稀薄的空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可以看