湖北省咸宁市鄂南高级中学高中物理 第6.4《万有引力理论的成就》导学案 新人教版必修2.doc

湖北省咸宁市鄂南高级中学 人教版高中物理必修二 第6.4万有引力理论的成就导学案学习目标：1.了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系，计算地球质量；2.行星绕恒星运动、卫星绕地球运动的共同点：万有引力提供向心力，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。【知识链接】1.万有引力定律的表达式？g =？ r表示什么？2.向心力有几种表达式? r表示什么？【学习过程】一万有引力与重力间的关系1地面上物体的重力来源于地球施加的万有引力，但不等同于万有引力，这是因为什么？(1)静止在赤道上随地球自转的物体：(2)静止在两极处（在地轴上）的物体：(3)静止在地表其它位置随地球自转的物体：已知地球半径r约为6.4106m，地球质量m约为61024kg，引力常量g为6.6710-11nm2/kg2，自转周期为24小时。求静止在赤道上随地球自转的物体m为1 kg 的物体所受到的万有引力、重力、向心力各为多少？ 由以上计算我们可以认为：只要物体在地面附近，均可认为万有引力等于重力。2环绕地球的物体当物体在距地面一定高度绕地心做匀速圆周运动时，地球自转对物体做圆周运动无影响，此时地球对物体的万有引力也等于物体的重力，只是完全失重。万有引力提供向心力，即万有引力、重力、向心力都相等。二计算中心天体的质量密度1设地面附近g=9.8m/s2，地球半径为r=6.4106m，g=6.6710-11n m2/kg2。试估算地球的质量。(请保留一位有效数字)你能估算出地球的密度吗？（写出表达式即可）2知地球绕太阳公转的轨迹的平均半径为1.51011m，g=6.6710-11n m2/kg2。试估算太阳的质量。(请保留一位有效数字，注意隐含条件。) 3知质量为m、m的两个天体， m绕m匀速圆周运动，公转周期为t，两个天体间的距离r，m的半径r。试求：中心天体m的密度。思考1.给你一艘宇宙飞船和一只秒表，你能否测出月球的密度？思考2. 应用此方法能否求出环绕天体的质量？六典例分析例1、若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为t和r，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比m日/m地为（ ）a b c d例2、地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为r，万有引力常量为g，用上述物理量估算出来的地球平均密度是（ ）a b c d【学习小结】 （温馨提示：结合学习目标进行小结）【当堂检测】1、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要（ ）a测定飞船的运动周期 b测定飞船的环绕半径c测定行星的体积 d测定飞船的运动速度2、若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为t，万有引力常量为g，则由此可求出（ ）a行星的质量 b太阳的质量 c行星的密度 d太阳的密度3、人造地球卫星a和b,它们的质量之比为ma：mb=1：2,它们的轨道半径之比为2:1,则下面的结论中正确的是（ ）.a. 它们受到地球的引力之比为fa：fb=1：1b. 它们的运行速度大小之比为va：vb=1： c. 它们的运行周期之比为ta：tb=2：1d. 它们的运行角速度之比为a：b=3：14、为了计算地球的质量必须知道一些数据，下列各组数据加上已知的万有引力常量为g，可以计算地球质量的是（ ）a地球绕太阳运行的周期t和地球离