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6.4万有引力理论的成就(学案)

◇课内互动◇

6.4万有引力的理论成就

思考问题：1．推导出地球质量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的重量”？

2．若不考虑地球自转的影响，设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R =6.4×106m，

引力常量G=6.67×10-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量．

2、计算天体的质量

阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，同时讨论下

3．根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法?

4．应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力求出的天体质量有几种表达式?各有什

么特点?

5．应用此方法能否求出环绕天体的质量吗? 列问题：

1．天体实际做何种运动?而我们通常可认为做什么运动?

2．描述匀速圆周运动的物理量有哪些?

3、发现未知天体

【典例导学】

例1．某人在某一星球上以速度v竖直上抛一个物体，经时间t落回抛出点，已知该星球的半径为R，若要在该星球上发射一颗靠近该星运转的人造星体，则该人造星体的速度大小为多少？

例2．把地球绕太阳公转看着是匀速圆周运动，平均半径为1.5×1011 m，已知引力常量为：G=6.67×10-11 N·m2/kg2，则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）

【随堂训练】

1．设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为( )

A．1 B．1/9 C．1/4 D．1/16

2．火星的半径是地球半径的一半，火星质量约为地球质量的1/9，那么地球表面质量为50 kg的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质量的物体受到火星吸引力的______倍．

3．一艘宇宙飞船沿着围绕未知天体表面的圆形轨道飞行，航天员只用一块秒表能测出的物理量有（）

A．飞船的线速度B．飞船的角速度C．未知天体的质量D．未知天体的密度

4. 在某星球上，宇航员用弹簧测力计提着质量为m 的物体以加速度a 竖直上升，此时弹簧测力计示数为F ，若宇宙飞船在靠近该星球表面绕星球做匀速圆周运动而成为该星球的一颗卫星时，测得其环绕周期是T ,根据上述数据，试求该星球的质量．

◇课后提升◇

1．根据观察，在土星外层有一个环，为了判断是土星的连续物还是小卫星群，可测出环中各层的线速度v 与该层到土星中心的距离R 之间的关系．下列判断正确的是( )

A ．若v 与R 成正比，则环是连续物。

B ．若v 2与R 成正比，则环是小卫星群

C ．若v 与R 成反比，则环是连续物

D ．若v 2与R 成反比，则环是小卫星群

2．已知引力常量G 和下列某几组数据，就能计算出地球的质量，这几组数据是( )

A ．地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离

B ．月球绕地球运行的周期及月球离地心的距离

C ．人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行的距离

D ．若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度

3.美国天文学家宣布，他们发现了可能成为太阳系第十大行星的以女神“塞德娜”命名的红色天体，如果把该行星的轨道近似为圆轨道，则它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的470倍，是迄今为止发现的离太阳最远的太阳系行星，该天体半径约为1000km ，约为地球半径的

1．由此可以估算出它绕太阳公转的周期最接近 ( )A ．15年 B ．60年 C ．470年 D ．104

年4．我国已经利用“神州”系列飞船将自己的宇航员送入太空，成为继俄罗斯、美国之后第三个掌握载人航天技术的国家．设宇航员测出自己绕地球球心作匀速圆周运动的周期为T ，地球半径为R ，则仅根据T 、R 和地球表面重力加速度g ，宇航员能计算的量是（）

A ．飞船所在处的重力加速度

B ．地球的平均密度

C ．飞船的线速度大小

D ．飞船所需向心力

5.组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率。如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此能得到半径为R 、密度为ρ、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T 。下列表达式中正确的是（）

A.GM R T /23π=

B.GM R T /323π=

C ．ρπG T /=

D ．ρπG T /3=

6. 一物体在地球表面上的重力为16N,它在以5m/s 2的加速度加速上升的火箭中的示重9N,则此时火箭离地面的高度是地球半径R 的( )

A.2倍

B.3倍

C.4倍

D.0.5倍

7．一艘飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体．若要确定该行星的密度,只需要测量( )

A ．飞船的轨道半径

B ．飞船的运行速度

C ．飞船的运行周期

D ．行星的质量

8．地球上的物体随地球一起绕地轴转动需要向心力．万有引力的一个分力提供向心力，另一个分力提供

重力，已知地球表面赤道处的重力加速度g =9.78m/s 2,放在赤道上质量为1kg 的物体所需向心力大小为 N,是重力的倍．

9.土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒A 和B 与土星中心距离分别位r A =8.0×104km 和r B =1.2×105km 。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。（结果可用根式表示）求（1）岩石颗粒A 和B 的周期之比。（2）土星探测器上有一物体，在地球上重为10N ，推算出它在距土星中心3.2×105km 处受到土星的引力为0.38N 。已知地球半径为6.4×103km ，请估算土星质量是地球质量的多少倍？

10.我国月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：

⑴若已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，月球绕地球运动的周期为T ，且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动。试求出月球绕地球运动的轨道半径。

⑵若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球某水平表面上方h 高处以速度0v 水平抛出一个小球，小球落回到月球表面的水平距离为s 。已知月球半径为R 月，万有引力常量为G 。试求出月球的质量M 月。

6.5 宇宙航行

【学习过程】

思考：石块水平抛出，其轨迹如何？

子弹从枪膛射出，其轨迹如何？

导弹水平射出，其轨迹如何？

如果速度足够大，将会怎样？

1．人造地球卫星速度的推导

(1)当速度增大到某一值时，物体就会绕地球做圆周运动，成为一颗卫星，不会落回地面.

设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，推导人造卫星的运行速度.

(2)思考：角速度、向心加速度、周期与r 的关系呢？

(3)小结：随r 的增大，线速度v 、角速度w 、

向心加速度a 、周期T。

2．第一宇宙速度：

（1）两种推导表达式：

第一种：近地卫星在100km左右的高度飞行，与地球的半径R=6400km相比小的多，一般用地球半径代表近地卫星的轨道半径，地球质量M=5.98×1024kg，人造卫星在地球表面的运行速度多大？

二种：若已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为r,推导第一宇宙速度。

（2）第一宇宙速度的含义：

3．了解第二、第三宇宙速度的含义：

当发射速度大于7.9 km/s 而小于11.2km/s，它将绕地球做。

当物体的速度等于或大于时，它就会，永远离开地球

当物体的速度等于或大于时，它就会挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外

【典例导学】

例1．有两颗人造卫星，绕地球做匀速圆周运行，已知它们的轨道半径之比r1：r2＝4：1，求这颗卫星的：⑴线速度之比；⑵角速度之比；⑶周期之比；⑷向心加速度之比

引申：同步卫星的高度

【随堂训练】

1．若人造地球卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，下列说法中正确的是( )

A．半径越大，速度越小，周期越小

B．半径越大，速度越小，周期越大

C．所有卫星的线速度均是相同的，与半径无关

D．所有卫星的角速度都是相同的，与半径无关

2．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星( )

A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的数值

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

3．两颗人造地球卫星A和B的质量之比m A∶m B＝1∶2，轨道半径之比r A∶r B＝1∶3，某一时刻它们的连线通过地心，向心加速度之比a A∶a B＝_____，向心力之比F A∶F B＝____．

4．地球和另一个天体的密度之比为3∶2，半径之比为1∶2，地球表面的重力加速度g＝9.8m/s2，则这个天体表面的重力加速度是多少？在这个天体上发射卫星的环绕速度是多少？

◇课后提升◇

6.5 宇宙航行

1．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（）

A．一定等于7.9 km/s

B．等于或小于7.9 km/s

C．一定大于7.9 km/s

D．介于7.9～11.2km/s之间

2．人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A．半径越大，速度越小，周期越小

B．半径越大，速度越小，周期越大

C．所有卫星的速度均是相同的，与半径无关

D．所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关

3．在地球(看作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星,下面说法中正确的是( )

A. 它们的质量可能不同

B. 它们的速度的大小可能不同

C. 它们的向心加速度的大小可能不同

D. 它们离地心的距离可能不同

4．可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道()

A．与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆

B．与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆

C．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的

D．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球表面是运动的

5．关于人造地球卫星及其中物体的超重和失重问题，下列说法正确的是：（）

A.在发射过程中向上加速时产生超重现象

B.在降落过程中向下减速时产生超重现象

C.进入轨道时作匀速圆周运动，产生完全失重现象，但仍受重力作用

D.失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的

6．2003年10月15日北京时间9时整，我国“神舟”五号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，10min后“神舟”五号飞船准确进入预定轨道。截至10月16日零点，“神舟”五号载人飞船已按预定轨道(视为圆轨道)环绕地球10圈。若地球质量、半径和引力常量G均已知，根据以上数据资料可估算出“神舟”五号飞船的（）

A．离地高度B．环绕速度C．发射速度D．向心力

7．关于第一宇宙的速度，下面说法错误

．．的是（）

A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度

B．它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度

C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度

D．它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点的速度

8. “嫦娥一号”奔月示意图如右图所示，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是

A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度

B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关

C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比

D．在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力

9．已知地球的半径是R，自转的角速度是ω，地球表面的重力

加速度是g，则一颗地球同步卫星距地面的高度____________。

（用以上三个量表示）

10．一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，已知卫星的第一宇宙速度是v1＝7.9km/s，求：

（1）这颗卫星运行的线速度多大？

（2）它绕地球运动的向心加速度多大？

（3）质量为1kg的仪器放在卫星内的平台上，仪器的重力多大？它对平台的压力有多大？

11．地球半径为6400km，在贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度为7.9×103m/s，则

（1）周期为多大？

（2）估算地球的平均密度。

思考：能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？

万有引力理论的成就说课稿

《万有引力理论的成就》说课稿说课人：李鑫锐课题：&6.4 万有引力理论的成就课型：新授课（1课时）尊敬的各位专家、评委，大家好！我叫李鑫锐，来自鹤岗市第三中学。今天我说课的内容是《万有引力理论的成就》一、教材分析《万有引力理论的成就》是人教版高中新教材必修2第六章第4节。教材的第六章是万有引力与航天，高考重点考察查运用万有引力定律及向心力公式分析人造卫星的绕行速度，运行周期以及计算天体的质量、密度等。第4节正是涉及计算天体质量和密度这一部分内容，是高考的重要考点。该节承接第3节万有引力定律，通过卡文迪许测量G值进而得到地球质量这一说法，将学生引入并使之体会，理解万有引力理论的巨大作用和价值。使学生掌握了万有引力充当向心力的研究方法同时，也为第5节学习人造卫星的知识做了铺垫。二、学生分析学生在上一节当中已经学习了万有引力定律，并可以对两个物体之间的万有引力进行简单计算。但学生对万有引力定律有什么价值，有哪些作用和影响还没能够有一个足够的认识。对于公式的深刻理解以及灵活运用上还很欠缺。另外，学生对于重力和万有引力之间的关系应该有一些困惑。这节课的教学内容也就会针对这些方面展开，并在这一过程中渗透情感价值观教育。三、教学目标根据课程要求和学生的认知结构，制定了以下的学习目标。知识与技能： 1.万有引力与重力的关系 2.利用万有引力计算地球和其他天体质量 3.了解用万有引力知识发现未知天体的过程过程与方法： 1.使学生了解为什么在地球表面重力近似等于万有引力，并依此计算出地球的质量 2.了解万有引力定律在天文学上的重要应用,理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法. 情感态度与价值观： 1.学习利用万有引力计算地球等天体的质量和密度的方法，让学生感受科学巨大的魅力。 2.通过了解发现新行星的过程，使学生认识到科学发展过程的曲折和复杂，体会科学对人类发展的巨大作用。四、重点与难点教学的重点在于运用万有引力计算天体质量和密度，难点在于如何让学生根据已知条件去选用恰当的方法解决天体问题。五、教学方法创设情境引发兴趣建立模型分析推理多媒体课件辅助教学归纳总结练习巩固

高中物理第六章 6.4 万有引力理论的成就导学案新人教版必修2

高中物理第六章 6.4 万有引力理论的成就导学案新人教版必修2 第六章 6、4 万有引力理论的成就导学案新人教版必修2 【学习目标】 1、了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具体问题的方法【学习重点难点】会根据已知条件计算天体的质量和密度【学习过程】【知识回顾】请写出万有引力定律的内容及公式。公式中的G是什么？【自主学习】活动1：阅读教材“科学真实迷人”部分的内容，思考下列问题 1、著名文学家马克吐温曾满怀激情的说：“科学真是迷人，根据零星的事实，增添一些猜想，竟能获得那么多收获！”对此你是怎么理解的？

2、卡文迪许在实验室里“测量”几个铅球之间的作用力，测出了压力常量G的值，从而“称量”出了地球的质量。测出G 后，是怎样“称量”地球的质量？【同步练习】 1、设地面附近的重力加速度g= 9、8m/s2，地球半径R = 6、4106m，引力常量G= 6、6710-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量。【拓展延伸】能否用测地球质量的方法测量月球的质量? 如果能那应该需要知道那些量？如果有一天你也登上了月球，为我国的航天事业作出重大奉献，那么你将怎样在月球上用常规的工具测量月球上的重力加速度? 【同步练习】 2、已知月球的质量是 7、31022kg，半径是 1、7103km，月球表面的自由落体加速度有多大？这对宇航员在月球表面的行动会产生什么样的影响？活动2：阅读教材“计算天体的质量”部分的内容，同时考虑下列问题： 1、应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么? 2、天体实际做何运动?而我们通常可认为做什么运动? 3、描述匀速圆周运动的物理量有哪些?

万有引力学案

高中物理课堂教学教案年月日课题§6.5宇宙航行课型新授课（2课时）教学目标知识与技能 1．了解人造卫星的有关知识． 2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度．过程与方法通过用万有引力定律推导第一宇宙速度．培养学生运用知识解决问题的能力．情感、态度与价值观 1．通过介绍我国在卫星发射方面的情况．激发学生的爱国热情． 2．感知人类探索宇宙的梦想．促使学生树立献身科学的人生价值观．教学重点、难点教学重点第一宇宙速度的推导．教学难点运行速率与轨道半径之间的关系．教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段教具准备录像资料、多媒体课件

教学活动（一）引入新课 1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时代的新纪元。我国在70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术，99年发射了“神舟”号试验飞船。这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。（二）进行新课 1、牛顿的设想（1）牛顿对人造卫星原理的描绘。设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大，可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。（2）人造卫星绕地球运行的动力学原因。人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。（3）人造卫星的运行速度。设地球质量为M ，卫星质量为m ，轨道半径为r ，由于万有引力提供向心力，则 2 2Mm v G m r r =， ∴GM v r =，可见：高轨道上运行的卫星，线速度小。提出问题：角速度和周期与轨道半径的关系呢？ 3v GM r r ω== ， 3 22r T GM ππω== 可见：高轨道上运行的卫星，角速度小，周期长。引入：高轨道上运行的卫星速度小，是否发射也容易呢？这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度 2、宇宙速度（1）第一宇宙速度 ⑴推导：问题：牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？地球半径为6370km 。分析：在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力： 2 2Mm V G m R R =，学生活动

万有引力定律的应用-导学案

第八周第二节万有引力定律的应用学习目标： 1．会用万有引力定律计算天体的质量． 2．了解海王星和冥王星的发现过程． 3．理解人造卫星的线速度、角速度和周期等物理量与轨道半径的关系，并能用卫星环绕规律解决相关问题． 4.会推导人造卫星的环绕速度，知道第二第三宇宙速度的数值和含义学习重点 1. 掌握两种算天体质量的方法 2. 理解人造卫星的线速度、角速度和周期等物理量与轨道半径的关系，并能用卫星环绕规律解决相关问题．(重点和难点) 3.会推导人造卫星的环绕速度课前知识储备： 1、物体做圆周运动的向心力公式是什么？（分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式） 2.万有引力定律的容。公式：万有引力常量G= 。 3.万有引力和重力的关系是什么？重力是地球对地面上物体的万有引力引起的，重力近似等于地球对地面上物体的万有引力。设疑自学一：应用万有引力定律分析天体的运动基本方法：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供。关系式：F 引=F 向二、应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算。 1、阅读教材P51 天体质量M 、密度ρ的估算：测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径R 和周期T ，由 2R Mm G ＝R T m 2)2(π得 M = ，ρ＝V M =3034R M π= .（R 0为天体的半径）当卫星沿天体表面绕天体运行时，R=R 0，则ρ= 2.阅读教材P52 了解利用万有引力发现未知天体的思路人们根据万有引力都发现了哪些星球？怎样发现的？

3. 阅读教材P53：①了解300多年前牛顿的人造地球卫星设想 ②地面上的物体，怎样才能成为人造地球卫星呢？卫星的绕行速度、角速度、周期与半径R 的关系：由2R Mm G =R v m 2, 得V= ∴R 越大，v 越小。由2R Mm G ＝R m 2ω，得ω= ，∴R 越大，ω越小。由2R Mm G ＝R T m 2)2(π，得T= ,∴R 越大，T 越大。第一宇宙速度----- 第二宇宙速度------ 第三宇宙速度----- 议一议：根据月球绕地球做圆周运动的观测数据，应用万有引力定律求出的天体质量是地球的还是月球的？【课内探究】 1．基本思路： ①．把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供。（说明：虽然行星的轨道不是圆，但是实际上和圆十分接近，在高中阶段的研究中我们把天体运动按匀速圆周运动来处理。）其基本关系式为：。 ②．在忽略天体自转的影响时，我们可以认为天体表面处的物体受到的重力天体对物体的万有引力。其基本表达式：。 2．具体应用：应用一、计算中心天体的质量方法一:要求一颗星体的质量，可以在它的周围找一颗环绕星，只要知道环绕星的周期和半径，就可以求这颗星体的质量（但不能求出环绕星的质量m ）【点拨释疑1】若月球围绕地球做匀速圆周运动，其周期为T ，又知月球到地心的距离为r 。（1）设地球质量为M ，月球质量为m ，试求出地球对月球的万有引力。（2）求出月球围绕地球运动的向心力（3）若知道地球半径为R ，求出地球的质量

万有引力理论成就优秀教案

7.4 万有引力理论的成就 ★新课标要求（一）知识与技能 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质量。 3、理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。（二）过程与方法 1、通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。 2、了解天体中的知识。（三）情感、态度与价值观体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点 ★教学重点 1、行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。 2、会用已知条件求中心天体的质量。 ★教学难点根据已有条件求中心天体的质量。 ★教学方法

教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 ★教学工具有关练习题的投影片、计算机、投影仪等多媒体教学设备 ★教学过程（一）引入新课教师活动：上节我们学习了万有引力定律的有关知识，现在请同学们回忆一下，万有引力定律的内容及公式是什么？公式中的G 又是什么？G 的测定有何重要意义？学生活动：思考并回答上述问题：内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。公式：F =G 2 21r m m . 公式中的G 是引力常量，它在大小上等于质量为1 kg 的两个物体相距1 m 时所产生的引力大小，经测定其值为6.67×10—11 N ·m 2/kg 2。教师活动：万有引力定律的发现有着重要的物理意义：它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来；对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，人们有能力理解天地间的各种事物。这节课我们就共同来学习万有引力定律在天文学上的应用。（二）进行新课 1、“科学真实迷人” 教师活动：引导学生阅读教材“科学真实迷人”部分的内容，思考问题［投影出示］： 1、推导出地球质量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是 “称量地球的重量”？ 2、设地面附近的重力加速度g=9.8m/s 2，地球半径R =6.4×106m ，引力常量 G =6.67×10-11 Nm 2/kg 2，试估算地球的质量。学生活动：阅读课文，推导出地球质量的表达式，在练习本上进行定量计算。教师活动：投影学生的推导、计算过程，一起点评。 24112 6210610 67.6)104.6(8.9?=???==-G gR M kg 点评：引导学生定量计算，增强学生的理性认识。对学生进行热爱科学的教育。 2、计算天体的质量教师活动：引导学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，同时考虑下列问题［投影出示］。 1、应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么? 2、求解天体质量的方程依据是什么? 学生活动：学生阅读课文第一部分，从课文中找出相应的答案. 1、应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是：根据环绕天体的运动情况，求出其向心加速度，然后根据万有引力充当向心力，进而列方程求解.

高中物理《万有引力理论的成就》导学案新人教版必修2

高一年级物理学科“问题导学案” 课题：万有引力理论的成就［学习导航］：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。复习：万有引力定律的表达式？G =？ r表示什么？卡文迪许用扭秤测量了铅球间的作用力大小，得到了引力常量G的具体数值，进而计算了地球的质量。从而使得万有引力定律进入定量计算领域，有了更实用的意义。［问题探究］：预习过程中，思考以下问题： 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。专心听讲的你处于什么状态？受到了哪些力的作用？（无说明，以地面做为参考系）若以地轴为参考系，情况又该如何呢？（地球在自转，此时分析万有引力，而不分析重力，请画一个理想化的地球）万有引力与重力的关系如何？若你在地轴上，万有引力与重力的关系如何？若你不在地轴上，但地球自转可略，万有引力与重力的关系如何？实际中，只要物体在地面附近，均可认为万有引力等于重力。 2、设地面附近g=9.8m/s2，地球半径为R=6.4×106m，G=6.67×10-11N 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） 3、天体实际上做什么运动？为了简化问题，我们认为天体怎样运动？谁提供向心力？（对于天体，我们只分析万有引力，而不分析重力）的表达式有哪些？描述匀速圆周运动的物理量有哪些？求a n 4、m绕M匀速圆周运动，设两个天体间的距离r、绕行的周期为T、线速度为v，角速度是ω，试着写出以上物理量间的关系。由此可估算出中心天体的质量还是环绕天体的质量？应用此方法能否求出环绕天体的质量？知地球绕太阳公转的轨迹的平均半径为1.5×1011m，G=6.67×10-11N 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。) 5、如何由以上规律估算地球的质量？如何测月球的质量？ m绕M匀速圆周运动，知质量m、M，公转周期T，两个天体间的距离r，M的半径R。试求：中心天体的密度。给你一艘宇宙飞船和一只秒表，你能否测出月球的密度？ 6、应用万有引力定律除了可以估算出天体质量、密度外，还能干啥？发现未知天体。和确立了万有引力定律的地位。(阅读课文，回答下列问题) （1）用万有引力定律发现了哪些天体？（2）人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的？（请用8个字概括！）7、知识自主建网：概括总结本节的内容，把自己预习这节课的体会写下来。（请运用简洁的语言或者图表，点明重点、难点及获得了的能力）

6.3万有引力定律学案

6.3万有引力定律学案一、月—地检验月球的轨道半径约为地球半径的倍，月球轨道上一个物体受到的引力是在地面附近受到引力的，这说明月球对物体的引力与半径之间也遵从“”的规律。二、万有引力定律 1.内容：自然界中两个物体都相互吸引，引力的方向在上，引力的大小与成正比、与它们之间的距离的成反比。 2.表达式：。 3.适用条件：万有引力公式只适合于两个可以看做的物体，即物体（原子）的自身半径相对两者的间距可以忽略时适用。 4.理解：“两物体的距离”—如果两个物体可以看作质点，这个距离就是的距离，如果是地球、月球等球体，这个距离应该是的距离。三、引力常量英国物理学家在实验室里通过几个之间万有引力的测量，比较准确地测得了G的数值，通常取G= 。四、万有引力的作用 1.地球上：如图所示，地球上的物体所受的万有引力指向地心，它分解为两个力：物体的重力G=mg和物体随地球的自转做圆周运动所需的向心力F向=mω2r，r指物体所在纬线圈的半径。当物体在赤道上，F、G和F向三个力方向相同，则有 + =，随着纬度的升高，纬线圈的半径越越小， Fω mg r m2 向心力越越小，重力越越大，重力加速度g越越大。当物体在两极时，F向=0，此时F=mg，重力呈现最大值，g也最大。 2.在空中围绕地球公转的卫星：地球的自转对卫星不起作用，所以F用充当公转的向心力，物体处于失重状态。五、应用 1.请估算同桌两人相距1m时的万有引力，并说明为什么当两个人接近时他们不会吸在一起？ 2．两个物体的质量分别是m1和m2，当它们相距为r时，它们之间的引力是F=__________。 (1)若把m1改为2m1，其他条件不变，则引力=______F。 (2)若把m1改为2m1，m2改为3m2，r不变，则引力= F。 (3)若把r改为2r，其他条件不变，则引力=_____ F。 (4)若把m l改为3m1，m2改为m2/2，r改为r/2，则引力=_________F 3.假如月亮绕地球公转可看做是匀速圆周运动，已知地球的质量为M，月亮到地球中心的距

粤教版必修二3.2万有引力的应用(1)导学案

3.2 万有引力定律的应用（1）班级：姓名：小组：评价：【学习目标】一、知识与技能 1、会用万有引力定律计算天体的质量。 2、会推导人造卫星的环绕速度，会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。 3、了解海王星和冥王星的发现过程。二、过程与方法 1、通过自主思考和讨论与交流，认识计算天体质量的思路和方法。 2、通过对海王星发现过程的了解，体会科学理论对未知世界探索的指导作用。 3、了解万有引力定律在天文学上的重要应用，体会科学思想方法。三、情感态度与价值观 1、认识发现万有引力定律的重要意义； 2、体现科学定律对人类探索未知世界的作用。【教学重、难点】重点：计算天体的质量和环绕速度。难点：会计算天体的质量和环绕速度。【预习案】 1、宇宙中任何两个有质量的物体之间都存在着引力，引力的大小F= ，其中G= N·m2/kg2 2、做匀速圆周运动的物体具有指向圆心的向心力，向心力的大小为 F= = = 2 2 m? ? ? ? ? T r π 3、若把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供，即（F向=F万）；则由此可得到的哪些等式？ 4、笔尖下发现的行星是哪一颗行星？它是怎样被发现的？

【探究案】应用一：计算天体的质量探究1：若月球绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，又知月球到地心的距离为r，从这些条件出发，应用万有引力定律计算地球的质量。探究2：（黄金代换）在忽略地球自转的影响时，我们可以认为天体表面处的物体受到的重力等于天体对物体的万有引力。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，从这些条件出发能否算出地球的质量？应用二：计算第一宇宙速度探究3：卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所需要的速度称为第一宇宙速度，也叫做环绕速度。已知地球质量M，卫星到地心的距离近似等于地球的半径R，试结合匀速圆周运动的相关公式推导出卫星的第一宇宙速度。探究4：利用黄金代换公式，在已知地球半径为R的前提下，能否算出第一宇宙速度？

高中物理四、万有引力理论的成就

四、万有引力理论的成就万有引力定律的发现使人们认识到天体的运动与地面上物体的运动遵循相同的规律，因而也是可以认识的，特别是在卡文迪许测出万有引力常量后，万有引力定律有了更多定量的结果，比如测量地球及其他天体的质量，发现太阳系的新行星等，取得了重要成果，也证明了万有引力定律的正确性。 [关注课标] 1、理解应用万有引力定律称量地球质量的原理 2、理解、掌握应用万有引力定律计算天体质量的思路和方法 3、通过对发现未知行星这一历程的了解，使学生深刻体会科学定律对探索未知世界的作用。[自主学习] 1、若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即由此解得地球质量 2、笔尖下发现的行星是哪一颗行星？人们用类似的方法又发现了哪颗行星？ [内容精讲] 1、应用万有引力定律如何“称量”地球的质量？从地面上物体的重力谈起。通过前面的学习，我们了解到在地球表面的重力近似等于地球对它的万有引力。如果不考虑地球自转的影响，地面上物体的重力=地球对物体的引力由mg=GMm/R2,得出M=gR2/G 其中g 、R在卡文迪许之前已经知道，而测出G，就意味着“测出了地球的质量”。通过万有引力定律“称量”地球的质量，这不能不说是个奇迹，科学真是迷人！基本思路：根据行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供，利用测量的某个行星的轨道半径和周期，列出方程，求得太阳的质量 2、估测地球的质量（密度）的方法：（1）利用重力加速度的值来计算若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g mg=GMm/R2?M=gR2/G （2）利用月球绕地球做圆周运动来计算 GMm/r2=mr(2π/T)2? M=4π2r3/GT2 若已知地球半径为R，还可测出地球的密度ρ。 3、发现新天体到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，而海王星、冥王星是在笔尖下被发现的‘ [典型例题] 考点1：天体质量的计算例1：已知月球与地球的平均距离是3.84×108m,月球绕地球转动的平均速率为1000m/s,试求地球质量M。保留2位有效数字). 针对训练1 已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是（） A．地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B．月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离 C．人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期 D．若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度考点2：测天体表面（附近）的重力加速度

万有引力导学案

《万有引力》导学案从近几年高考考纲来看，万有引力应用、人造卫星依然为命题热点.解决这类问题，主要考查天体的形成和天体的运动；人造地球卫星的发射、运行、变轨、对接和回收；地球的自转；三种卫星的比较；在外星球表面进行的各种实验活动及力学规律的综合应用.题型既有选择题，又有计算题，考查基本概念和基本规律多以选择题出现，主要考查万有引力应用和卫星问题.即：（1）分析确定行星或卫星运动的圆心和轨道半径：绕恒星运行的行星及行星的卫星的运动均可视为匀速圆周运动，万有引力提供向心力。（2）地球（或外星球）表面附近的重力等于地球对物体的万有引力，即 GMm R 2＝mg ；（3）．在卫星变轨问题中应用动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律. 【本章知识体系】开普勒三定律万有引力定律三种宇宙速度各种人造卫星卫星变轨问题随地球自转不考虑自转

第一节万有引力的基本概念【开普勒三大定律】 1．开普勒行星运动三定律简介（轨道、面积、比值）丹麦天文学家开普勒信奉日心说，对天文学家有极大的兴趣，并有出众的数学才华，开普勒在其导师弟谷连续20年对行星的位置进行观测所记录的数据研究的基础上，通过四年多的刻苦计算，最终发现了三个定律。第一定律：所有行星绕太阳运行的轨道都是，太阳则处在这些椭圆轨道的一个上；第二定律：行星沿椭圆轨道运动的过程中，与太阳的连线在单位时间内扫过的相等；第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都．即k T r =23 【例题1】（1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a 的三次方与它的公转周期T 的二次方成正比，即3 2a k T =，k 是一个对所有行星都相同的常量.将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k 的表达式.已知引力常量为G ，太阳的质量为大M . （2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立.经测定月地距离为3.84×108m ，月球绕地球运动的周期为2.36×106s ，试计算地球的质地M .（G=6.67×10-11Nm 2/kg 2，结果保留1位有效数字）【万有引力定律】 (1) 内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小跟它们的成正比，跟它们的成反比，引力方向沿两个物体

万有引力定律导学案

a r e g 授课时间：2017年4月10日星期一第2节授课地点：高一（4）班授课人：邵笙青【学习目标】 1、理解万有引力定律的推导思路和过程． 2、理解并掌握万有引力定律． 3、能应用引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题． 4、认识到科学的发展是需要几代科学家的不断努力，引导学生在学习的过程中多思考，多观察．【学习重点】万有引力定律的理解和应用【学习难点】牛顿推导万有引力定律的基本思路和研究方法【方法指导】自主阅读学习法、合作学习法、探究法【使用说明】 1.先阅读课本内容，理解课本基础知识，有疑问的用红色笔做好疑难标记。依据发现的问题再研读教材或者查阅资料，解决问题。将预习中不能解决的问题填在我的疑惑处。 2.分组完成探究一，认知什么是“月-地检验”，并了解万有引力的得出。 3.试做课后练习和知识点巩固。【学习过程】一、旧知回顾----课堂提问 1．开普勒行星运动三定律．（1）轨道定律：_____________________________________________ （2）面积定律：_____________________________________________ （3）周期定律: ______________________________________________ 2．太阳与行星间引力规律．规律：二、自学探究----课前预习，独立完成 1．联系八大行星围绕太阳运动、月球围绕地球运动、苹果落地，并思考：①为什么行星不会飞离太阳? 太阳与行星间的引力满足什么关系？ ②为什么月球也不会飞离地球呢？ ③为什么苹果会落地？④以上几个力有无相似之处？ “品味”牛顿的思考及牛顿的猜想牛顿的猜想： 2．万有引力定律的内容：自然界中任何两个物体都_________，引力的方向，引力的大小与物体的质量m1和m2的_________成正比，与它们___________成反比． 3.万有引力定律的表达式_______________,其中G叫_________ G＝ N·m2/kg－2,它在数值上等于两个质量都是_____kg的物体相距________时的相互吸引力，它是由英国科学家___________在实验室里首先测出的，该实验同时也验证了万有引力定律。 3.万有引力定律适用于计算________________的万有引力，对于质量均匀分布的球体，仍可以用万有引力定律，公式中的r为_____________的距离。另外当两个物体间的距离比它们自身的尺寸大得多的时候，可以把两个物体当作质点，应用万有引力定律进行计算。探究解决。三、合作探究----质疑解疑、合作探究探究点一、“月-地检验” 问题1：什么是“月-地检验”？有什么意义？“月-地检验”的基本思路是怎样的？过程中用了什么样的科学思想方法？

第四节万有引力理论的成就备课备课教案

第三章第三节万有引力定律的应用教学设计课标分析：本节课是在学习了万有引力定律的基础上，应用万有引力定律求解天体的质量和发现新的天体等，让学生感受万有引力定律经受了实践的检验及其取得的巨大成功，进而理解万有引力理论的巨大作用和价值。教材分析：本节内容是这一章的重点，是万有引力定律在实际中的具体应用，利用万有引力定律除了可求出中心天体的质量外，还可发现未知天体。本节是“应用+检验”性的内容，着重讲清应用思路，通过本节课的学习，重点要使学生深刻体会科学定律对人类探索未知世界的作用，激起学生对科学探究的兴趣，培养学生热爱科学的情感。学生分析：学生要运用已有的概念和知识以及力和运动之间的关系，根据实际问题建立合理的物理模型，通过归纳总结、逻辑推理来解决问题。教学目标：知识与技能： 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。过程与方法： 1、理解运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法，体会科学定律的意义。 2、了解万有引力定律在天文学上的重要应用，理解并运用万有引力定律处理问题的思路方法。情感、态度与价值观： 1、通过测量天体的质量、预测未知天体的学习活动，体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用，体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用。 2、通过对天体运动规律的认识，了解科学发展的曲折性，感悟科学是人类进步的动力。教学重难点：重点：运用万有引力定律和圆周运动公式计算天体的质量。难点：在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题。教学安排：1课时教学方法：问题驱动法、小组合作互动探究法教学资源：多媒体课件、学生学习学案教学过程：

高一物理新人教版必修二学案-6.3-万有引力定律

6.3 万有引力定律学案（人教版必修2） 1．假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真的是同一种力，同样遵从 “____________”的规律，由于月球轨道半径约为地球半径(苹果到地心的距离)的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力是地球上的________倍．根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度(月球______________加速度)是它在地面附近下落时的加速度(____________加速度)的________．根据牛顿时代测出的月球公转周期和轨道半径，检验的结果是____________________． 2．自然界中任何两个物体都____________，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与 ________________________成正比、与__________________________成反比，用公式表示即________________．其中G 叫____________，数值为________________，它是英国物理学家______________在实验室利用扭秤实验测得的． 3．万有引力定律适用于________的相互作用．近似地，用于两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时；特殊地，用于两个均匀球体，r 是________间的距离． 4．关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( ) A ．不能看做质点的两物体间不存在相互作用的引力 B ．只有能看做质点的两物体间的引力才能用F ＝Gm 1m 2 r 2计算 C ．由F ＝Gm 1m 2 r 2知，两物体间距离r 减小时，它们之间的引力增大 D ．万有引力常量的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.67×10－11 N ·m 2/kg 2 5．对于公式F ＝G m 1m 2 r 2理解正确的是( ) A ．m 1与m 2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 B ．m 1与m 2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力 C ．当r 趋近于零时，F 趋向无穷大 D ．当r 趋近于零时，公式不适用 6．要使两物体间的万有引力减小到原来的1 4 ，下列办法不可采用的是( ) A ．使物体的质量各减小一半，距离不变 B ．使其中一个物体的质量减小到原来的1 4 ，距离不变 C ．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变 D ．使两物体间的距离和质量都减为原来的1 4 【概念规律练】知识点一万有引力定律的理解 1．关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的是( ) A ．只适用于天体，不适用于地面上的物体 B ．只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体 C ．只适用于质点，不适用于实际物体

(完整版)《万有引力理论的成就》同步练习3

第六章第四节基础夯实一、选择题（1?3题为单选题，4、5题为多选题） 1 .下列说法正确的是（） A .海王星是人们直接应用万有引力定律计算出轨道而发现的 B .天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 C.海王星是人们经过长期的太空观测而发现的 D .天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此人们发现了海王星答案：D 解析：由行星的发现历史可知，天王星并不是根据万有引力定律计算出轨道而发现的；海王星不是通过观测发现，也不是直接由万有引力定律计算出轨道而发现的，而是人们发现天王星的实际轨道与理论轨道存在偏差，然后运用万有引力定律计算出“新”星的轨道，从而发现了海王星。由此可知，A、B、C错误，D正确。 2. 若已知某行星的一颗卫星绕其运转的轨道半径为r，周期为T,引力常量为G,则可求得（） A .该卫星的质量 B .行星的质量 C.该卫星的平均密度 D .行星的平均密度答案：B 解析：利用万有引力定律，只能计算中心天体的质量，故已知卫星的轨道半径和周期，只能计算行星的质量，A项错误，C项错误，B项正确。因不知行星的半径，故不能计算出行星的平均密度，D项错误。 3. 科学家们推测，太阳系内除八大行星之外还有另一颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”。由以上信息可以确定（） A .这颗行星的公转周期与地球相等 B. 这颗行星的半径等于地球的半径 C. 这颗行星的密度等于地球的密度 D .这颗行星上同样存在着生命答案：A 解析：因只知道这颗行星的轨道半径，所以只能判断出其公转周期与地球的公转周期相等。 Mm ￡由G r2= m r可知，

物理：6.4《万有引力理论的成就》导学案(新人教版必修二)

四、万有引力理论的成就［要点导学］ 1．计算天体质量（或密度）。应用万有引力定律计算天体质量的基本思路和方法是将围绕某天体的行星的运动看成圆周运动，根据行星运动的向心力由它们间的万有引力提供建立方程，求出天体质量（或密度）。 (1)在不考虑地球自转的影响时，地面上物体受到的引力大小等于物体的重力。利用。解得地球质量_________。卡文迪许用扭秤测量了铅球间得作用力大小，得到了引力常量G，进而计算了地球的质量。从而使得万有引力定律进入定量计算领域，有了更实用的意义。 (2)根据卡文迪许计算地球质量的思路，我们还可以计算天体表面的重力加速度，某行星表面物体受到行星的引力大小等于物体在该行星表面的重力，解得:。式中M为行星质量，R为行星半径（3）行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是由它们之间的万有引力提供的，由此可以列出方程，从中解出太阳的质量。（4）假如一个近地卫星（离地高度忽略，运动半径等于地球半径R）的运行周期是T。有:，解得地球质量为___________;由于地球的体积为可以计算地球的密度为:______________. 实用文档

2．发现未知天体等：问题的发现：天文学家在用牛顿的引力理论分析天王星运动时，发现用万有引力定律计算出来的天王星的轨道与实际观测到的结果不相符，发生了偏离。两种观点：一是万有引力定律不准确；二是万有引力定律没有问题，只是天王星轨道外有未知的行星吸引天王星，使其轨道发生偏离。亚当斯和勒维耶的计算及预言：亚当斯和勒维耶相信未知行星的存在（即第二种假设）。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。伽勒的发现：1846年，德国科学家伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了海王星。和预言的位置只差1度。在理论指导下进行有目的的观察，用观察到的事实结果验证了万有引力定律的准确性。1930年，汤姆根据洛韦尔对海王星轨道异常的分析，发现了冥王星。未知天体的发现是根据已知天体的轨道偏离，由万有引力定律推测并计算未知天体的轨道并预言它的位置从而发现未知天体。［范例精析］例1：地球和月球的中心距离大约是r=4×108m，试估算地球的质量。估算结果要求保留一位有效数字。解析：月球是绕地球做匀速运动的天体，它运动的向心力由地球对它的引力提供。根据牛顿定律和万有引力定律，可以列式求出地球质量。月球绕地球运动的周期约为27.3实用文档

6.3万有引力定律导学案

§6.3 万有引力定律命题人：郑州星源外国语学校王留峰一、预习指导： 1、了解万有引力发现的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性 2、知道万有引力是存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律公式的适用范围 3、会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r 的物理意义，了解万有引力常量G 的测定在科学历史上的重大意义 4、了解万有引力定律了现的意义，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性 5、阅读课本P36—P37 二、问题思考： 1、什么力量支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动？ 2、考虑一下月球绕地球的向心加速度是多大？三、新课教学：【例1】两物体质量都是lkg ，两物体相距1 m ，则两物体间的万有引力是多少? 【例2】已知地球质量大约是M=6．0×1024kg ，地球半径为R=6370 km ，地球表面的重力加速度g=9．8 m ／s 2．求：(1)地球表面一质量为10kg 物体受到的万有引力? (2)地球表面一质量为10kg 物体受到的重力? (3)比较万有引力和重力? 【例3】如图所示，质量为m 的质点与一质量为M 、半径为R 、密度均匀的球体距离为2R 时，M 对m 的万有引力为F 1，当从球M 中挖去一个半径为0．5R 的小球时，剩下部分对m 的万有引力为F 2，则F 1与F 2的比是多少? 【例4】假设火星和地球都是球体，火星的质量M 火和地球的质量M 地之比为p ，半径之比为q ，那么，离火星表面R 火高处的重力加速度与离地面R 地高处的重力加速度之比为多少? 新课标第一网【例５】宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球．经过时间t ，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L ，若抛出时的初速增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为3L ．已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R ，引力常量为G ，求该星球的质量M 四、课后练习： 1．(单选)设想把质量为m 的物体放到地球中心，地球质量为M ，半径为R ，则此物体此时与地球间的万有引力为 ( ) A ．零 B ．2R Mm G C ．无穷大 D ．不能确定 2．(单选)如图所示，两球的半径分别是r 1和r 2，均小于r ，而球质量分布均匀，大小分别为m 1、m 2，则两球间的万有引力大小为 ( ) 新课标第一网

万有引力定律的应用-精品学案

万有引力定律的应用【学习目标】 1．知道天体间的相互作用主要是万有引力。 2．知道如何应用万有引力定律计算天体质量的方法。 3．通过了解万有引力定律在天文学上的重要应用，体会科学定律对人类认识世界的作用。【学习重难点】计算第一宇宙速度的两种方法。计算天体的质量和密度。经典力学对航天技术发展的重大贡献。万有引力定律对科学发展所起的重要作用。【学习过程】 [自主学习] 1．1781年（清朝乾隆年间）人们通过望远镜发现了太阳系的一颗新行星——_________。1846年（清朝道光年间）伽勒在预定的区域发现了太阳系的另一颗新行星——__________。1930年（民国年间）汤姆博夫根据海王星自身运动不规则性的记载又发现了一个新星—— ____________。这可以说是前一成就的历史回声，进一步提高了万有引力定律的权威性。 2．1682年（清朝康熙年间）哈雷根据牛顿的引力理论，预言了_________将于1758年光临地球。克雷洛对哈雷的计算过程进行了修正，这个预言最终得到了证实。 3．如果测出行星的公转周期T以及它和太阳的距离r，就可以计算出太阳的质量。写出计算式_______________。 [合作探究] 地球质量的“称量” 中心天体质量的计算【达标检测】 1．下列说法中正确的是（） A．海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的 B．天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的

C．天王星的运行轨道偏离根据万有引力计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其它行星的引力作用 D．以上均不正确 2．若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则可求（） A．该行星的质量B．太阳的质量 C．该行星的平均密度D．太阳的平均密度 3．设想人类开发月球，不断地把月球上的矿藏搬运到地球上。假如经过长时间开采后，地球仍可看做均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前比较（）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．月球绕地球运动的时间将变长 D．月球绕地球运动的时间将变短 4．引力常量很小，说明了( ) A．万有引力很小 B．万有引力很大 C．只有当物体的质量大到一定程度，物体间才会有万有引力 D．很难察觉到日常接触的物体间有万有引力，因为它们的质量不是很大能力提升 5．已知地球赤道半径R = 6 378km，计算赤道上的人们随地球自转的线速度（列公式求解）。解释为什么人不会因为地球自转而被地球甩到空中。 6．已知地月平均距离为38．4×104km，引力常量G = 6．67×10 –11N·m2/kg2，地球的平均半径为6 371km。求地球质量是多少？密度是多少？（已知：月球公转周期为T=27．32天）7．地球A和某一行星B的半径之比为R1：R2=1：2，平均密度之比为ρ1：ρ2=4：1，若地球表面的重力加速度为10m/s2，那么B行星表面的重力加速度是多少？若在地球表面以某一初速度竖直上抛的物体最高可达20m，那么在B行星表面以同样的初速度竖直上抛一物体，经多少时间该物体可落回原地？（气体阻力不计） [应用拓展] 1．天体密度的估算 2．天体间距离的距离的估算 [归纳内化]