公开课万有引力理论的成就万有引力理论的成就物理教学设计2

1、第4页 共4页公开课万有引力理论的成就 万有引力理论的成就物理教学设计2自数学科一、学习目的1.理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的质量和密度3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析p 详细问题的方法二、课前预习1、卡文迪许为什么说自己的实验是称量地球的重量(质量)?请你解释一下原因。2、除了地球质量外,你能用万有引力定律求解出其它天体的质量吗?以太阳为例,假设你能求解出太阳的质量,那么如何求解?需要哪些量?3、公式中各个物理量分别代表什么?4、你能计算出地球的密度吗?假设能,请写出计算过程及结果。三、经典例题例1、设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2,地

2、球半径R=6.4106m,引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2,试估算地球的质量。例2、假设以水星绕太阳做匀速圆周运动为研究对象,需要知道哪些量才能求得太阳的质量?水星和地球绕太阳做圆周运动的公转周期T是不一样的,公转半径也是不一样的,那用公式求解出来的太阳的质量会是一样的吗?你如今能证明开普勒第三定律中的k与中心天体有关吗?例3、把地球绕太阳公转看做是匀速圆周运动,平均半径为1.51m,引力常量为:G=6.6710-11Nm2/kg2,那么可估算出太阳的质量大约是多少千克?(结果取一位有效数字)例4、宇航员站在一个星球外表上的某高处h自由释放一小球,经过时间t落地,该星球的半径为R,

3、你能求解出该星球的质量吗?例5、19_英国着名的物理学家卡文迪许首先估算出地球的平均密度。根据你所学的知识,能否估算出地球密度?例6、海王星的发现是万有引力定律应用的一个非常成功的范例,但是在发现海王星后,人们又发现海王星的轨道与理论计算值有较大的差异,于是沿用了发现海王星的方法经过多年的努力,才由美国的洛维尔天文台在理论计算出的轨道附近天区内找到了质量比理论值小得多的冥王星。冥王星绕太阳运行半径是40个天文单位(地球和太阳之间的间隔 为一个天文单位)。求冥王星与地球绕太阳运行的线速度之比。例7、两个星球组成双星,它们在互相之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期一样的匀速圆周运动,现测得两星

4、中心间隔 为R,其运动周期为T,求两星的总质量。四、稳固练习1、所有行星绕太阳运转其轨道半径的立方和运转周期的平方的比值即r3/T2=k,那么k的大小决定于A.只与行星质量有关B.只与恒星质量有关C.与行星及恒星的质量都有关D.与恒星质量及行星的速率有关2、宇航员站在一个星球外表上的某高处,沿程度方向抛出一个小球。经过时间,小球落到星球外表,测得抛出点与落地点之间的间隔 为。假设抛出时的初速增大到2倍,那么抛出点与落地点之间的间隔 为。两落地点在同一程度面上,该星球的半径为,万有引力常数为。求该星球的质量。3、地球半径约为,又知月球绕地球运动可近似看作匀速圆周运动,那么可估算月球到地心的间隔 约为。(结果保存一位有效数字)4、某物体在地面上受到的重力为160N,将它放置在卫星中,在卫星以a=1/2g随火箭向上加速度上升的过程中,当物体与卫星中的支持物的互相挤压力为90N时,求此时卫星距地球外表有多远?(地球半径R=6.4103km,g=10m/s2)5、一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星,并进入靠近该行星外表的圆形轨道,宇航员进展预定的考察工作,宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度?说明理由及推导过程6、两颗靠得很近的恒星,必须各以一定的