浙江省衢州市仲尼中学高二物理《万有引力定律及其应用》教案

1、浙江省衢州市仲尼中学高二物理万有引力定律及其应用教案 教材分析：本节内容是曲线运动在天体中进上步应用，同时内容又不同于其它的章节。本节知识点总体比较单一，即万有引力提供向心力，但在应用时是比较复杂的，且本节的公式比较多，推导公式也很多，所以本节内容是高考中每年都要考的一个内容，在考题中难度一般是中等偏易，所以高考容易拿分题。学情分析：本节内容知识点虽然不是很复杂，但应用比较综合，要有一定的分析提取信息的能力，同时对数学的化简和计算有一定的要求。如果学生不能很好的理解题意，并认真的化简和计算，本节内容也很容易失分。教学目标：1了解开普勒对行星运动的描述2掌握万有引力定律的内容、公式和适用范围3能

2、训练解析万有引力定律在天文学上的应用问题4知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度，能灵活运用牛顿第二定律和万有引力定律，解析有关人造卫星的运动或行星的运动问题教学重点：1掌握万有引力定律及其应用2理解宇宙速度和人造地球卫星的原理及其运行规律。教学难点：匀速圆周运动的规律来分析有关人造地球卫星的问题教学过程：一、基础知识1开普勒定律开普勒定律第一定律：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。（亦称轨道定律）开普勒定律第二定律：对任意一个行星而言，太阳和行星的连线在相同的时间内扫过相等的面积。（亦称面积定律）开普勒定律第三定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的

3、二次方的比值都相等，即。（亦称周期定律）2万有引力定律（1）内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比（2）公式：，其中G6.671011 Nm2/kg2，叫引力常量（3）适用条件：公式适用于质点间的相互作用当是两球心间的距离；一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用两物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点；均匀的球体可视为质点，r，其中r为球心到 质点 的距离3应用万有引力定律分析天体的运动（1）基本方法：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供。即：=（2）天体质量M、密度的估算已知卫星

4、绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T由 得 ，当卫星沿天体表面绕天体运动时，则（3）卫星的运行速度、周期T与半径r的关系a 由 得 ，由此可知，卫星的轨道半径r越大，其运行的速度越小。 b 由 得，由此可知，卫星的轨道半径r越大，其周期T越大。4三种宇宙速度5地球同步卫星概念：相对地面静止的卫星为同步卫星基本特征：轨道平面一定：轨道平面与赤道平面共面积周期一定：与地球自转周期相同，即T=24h。角速度一定：与地球自转的角速度相同。高度一定：由得同步卫星离地面的高度速率一定：板书设计1开普勒定律开普勒定律第一定律开普勒定律第二定律开普勒定律第三定律2万有引力定律3应用万有引力定律分析天体的运动（

5、1）基本方法：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供。即：=（2）天体质量M、密度的估算已知卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T由 得 ，当卫星沿天体表面绕天体运动时，则（3）卫星的运行速度、周期T与半径r的关系a 由 得 ，由此可知，卫星的轨道半径r越大，其运行的速度越小。b 由 得，由此可知，卫星的轨道半径r越大，其周期T越大。4三种宇宙速度5地球同步卫星分层练习C类1设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间一采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比（ BD ）A地球与月球间的万有引力将变大B地球与月球间的万有引力将变小C月球绕地球运动的周期将变长D月球绕地球运动的周期将变短C类2中子星是恒星演化过程中的一种可能结果，它的密度很大，现有一中子星，观测到它的自转周期为T=，问该中子星的最小密度是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。（引力常量已知）答案：A类3(2020江苏高考)2020年5月航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有