物理必修23.万有引力定律教案设计

这是一份物理必修23.万有引力定律教案设计，共3页。
[教学要求]
1、加深对开普勒第三定律的认识和使用
2、熟练使用万有引力定律进行计算
3、会计算星体表面、表面上空的重力加速度
4、学习双星问题的计算
[重点难点]
双星问题的计算
[正文]
1）万有引力定律推导开普勒第三定律
通过上式的推导，可以看出小天体绕大天体转动时，半径的三次方与周期的二次方之比决定于：大天体的质量。也就是说同一大天体下的卫星，这个比是不变的，但对于不同的大天体，这个比值就是变化的。比如地球卫星的这个比跟土星卫星的这个比就不同。
（2）用开普勒第三定律和向心力公式推导万有引力定律

2．万有引力公式的应用：关健抓住万有引力公式，另外在星球表面，距离就是星球的半径，在星球表面，重力等于万有引力（粗略计算）。
[例题] 某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，那么一个物体在此行星表面上的重力是地球表面上重力的（ ）
A. 1/4倍 B. 1/2倍 C. 4倍 D. 2倍
3．星球周围的重力加速度：（关键是学会公式推导）
因为在星球的周围，物体的重力几乎与星球对物体的吸引力相等，所以
4．双星运动是宇宙中最常见的运动形式，它们（1）由万有引力提供做圆周运动的向心力，它们（2）绕共同的圆转动，（3）具有相同的角速度（线速度不同）。
关于每颗星的轨道半径的计算推导及角速度大小推导如下：
[练习]
1．关于公式R3 ／ T2=k,下列说法中正确的是（ ）
A.围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等
B.不同星球的行星或卫星，k值均相等
C.公式只适用于围绕太阳运行的行星
D.以上说法均错
2. 设月球绕地球运动的周期为27天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比r/R为_________
3. 某个行星的质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的一半，那么一个物体在此行星表面上的重力是地球表面上重力的_________
4. 已知地面的重力加速度为g，距地面高为2倍地球半径处的重力加速度是______
5. 已知月球中心到地球中心的距离大约是地球半径的60倍，则月球绕地球运行的向心加速度与地球表面的重力加速度的之比为_______
6. 某物体在距地面为R的地方受到地球对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到，应把此物体置于距地面的高度为（R指地球半径）_______
7. 地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为______
8. 两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA : TB = 1: 27，则轨道半径之比是多少？
9. 一探空火箭未打中目标而进入绕太阳的近乎圆形的轨道运行，轨道半径是地球绕太阳公转半径的16倍，则探空火箭绕太阳公转周期为_________
10.在天体运动中，把两颗相距较近的恒星称为双星，已知A、B两恒星质量分别为m1和m2，两恒星相距为L，两恒星分别绕共同的圆心做圆周运动，如图，求两恒星的轨道半径和角速度大小。
[练习答案]
1. D 2. 1:9 3. 8倍 4. g/9 5. 1:3600
6. 7. 1:9 8. 1: 9 9. 64年
10.