7《万有引力定律的应用》教案

1、 万有引力定律在天文学上的应用 威远竞力学校 田浩一教学目标：1 了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2 会用万有引力定律计算天体的质量。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基本方法。二教学重点：万有引力定律和圆周运动知识在天体运动中的应用三教学难点：天体运动向心力来源的理解和分析四教学方法：启发引导式五教学过程： 引入新课 天体之间的作用力主要是万有引力，万有引力定律的发现对天文学的发展起到了巨大的推动作用，这节课我们要来学习万有引力在天文学上有哪些重要应用。 新课教学 一.中心天体质量的计算Mmr提出问题引导学生思考：在天文学上，天体的质量无法直接测量，能否利用万有

2、引力定律和前面学过的知识找到计算天体质量的方法呢？M-太阳质量(待测)m-行星质量r-行星绕太阳运动的轨道半径测定行星绕太阳运动的周期TFn= man思考: 对绕行天体需要知道哪些物理量,就可以求出中心天体的质量?解题注意:1) 只要周期T(角速度); 轨道半径r;线速度V以上三个物理量中的任意两个已知,即可求出中心天体的质量M.练习 利用下列哪组数据,可以计算地球的质量( )A.地球的半径R和地表的重力加速度gB.卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和周期TC.卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和线速度v D.卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度和周期T 2) 在地表附近,往往可以采用万有引力提供重力

3、以计算物体所在处的重力加速度二. 中心天体密度的计算M-太阳质量(待测)m-行星质量r-行星绕太阳运动的轨道半径 R- 太阳的半径 在贴近中心天体表面飞行时R=r, 则: 练习: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，仅仅只需测定（ ）A.运行周期 B. 绕行半径C.行星的体积 D. 运行速度练习:设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为r，土星绕太阳的运动的周期是T，万有引力常量G已知，根据这些数据，不能求出的量有（ ）A.土星线速度的大小 B. 土星加速度的大小C.土星的质量 D. 太阳的质量练习: 地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，万有引力

4、常量为G,则由此可估算地球的平均密度为（ )研究天体运动的一般方法是:将天体运动视为匀速圆周运动,其向心力来源于万有引力,再应用牛顿第二定律及圆周运动的相关知识,有:三.发现未知天体问题的提出: 1781年.发现天王星实际运行轨道与采用万有引力定律计算出来的轨道存在一定的偏离.英国剑桥大学生-亚当斯法国天文爱好者-勒维列推测在天王星之外还有一颗卫星.利用万有引力定律计算出了还未发现的那一颗卫星的运动轨迹1846年,德国加勒在勒维列预言的位置观测到了这颗卫星-海王星1930年3月14日,人们发现了太阳系系的第九大行星-冥王星练习: 下列说法正确的是（）海王星和冥王星是人们根据万有引力定律计算的轨道而发现的天王星是人们根据万有引力定律计算的轨道而发现的天王星的运行轨道偏离万有引力定律计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用以上均不正确小结： 一.中心天体质量的计算 二. 中心天体密度的计算 三.发现未知天体练习:中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大，现有一中子星，观测到它的自转周期为 .问该中子星的最小密度是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。（万有引力常数G=6.67x