人教版 (新课标)必修24.万有引力理论的成就导学案

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湖北省咸宁市鄂南高级中学 人教版高中物理必修二 第6.4《万有引力理论的成就》导学案学习目标：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。 【知识链接】1.万有引力定律的表达式？G =？ r表示什么？  2.向心力有几种表达式? r表示什么？    【学习过程】一．万有引力与重力间的关系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，这是因为什么？ (1)静止在赤道上随地球自转的物体： (2)静止在两极处（在地轴上）的物体： (3)静止在地表其它位置随地球自转的物体：  已知地球半径R约为6.4×106m，地球质量M约为6×1024kg，引力常量G为6.67×10-11Nm2/kg2，自转周期为24小时。求静止在赤道上随地球自转的物体m为1 kg 的物体所受到的万有引力、重力、向心力各为多少？     由以上计算我们可以认为：只要物体在地面附近，均可认为万有引力等于重力。2．环绕地球的物体当物体在距地面一定高度绕地心做匀速圆周运动时，地球自转对物体做圆周运动无影响，此时地球对物体的万有引力也等于物体的重力，只是完全失重。万有引力提供向心力，即万有引力、重力、向心力都相等。 二．计算中心天体的质量密度1．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）        2．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。)          3．知质量为m、M的两个天体， m绕M匀速圆周运动，公转周期为T，两个天体间的距离r，M的半径R。试求：中心天体M的密度。     思考1.给你一艘宇宙飞船和一只秒表，你能否测出月球的密度？ 思考2. 应用此方法能否求出环绕天体的质量？   六．典例分析例1、若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M日/M地为（     ）A．        B．        C．        D．     例2、地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，用上述物理量估算出来的地球平均密度是（    ）A．      B．     C．    D．   【学习小结】  （温馨提示：结合学习目标进行小结）     【当堂检测】1、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，仅仅需要（    ）A．测定飞船的运动周期        B．测定飞船的环绕半径C．测定行星的体积            D．测定飞船的运动速度2、若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力常量为G，则由此可求出（    ）A．行星的质量    B．太阳的质量   C．行星的密度   D．太阳的密度3、人造地球卫星A和B,它们的质量之比为mA：mB=1：2,它们的轨道半径之比为2:1,则下面的结论中正确的是（   ）.A. 它们受到地球的引力之比为FA：FB=1：1B. 它们的运行速度大小之比为vA：vB=1： C. 它们的运行周期之比为TA：TB=2：1D. 它们的运行角速度之比为ωA：ωB=3：14、为了计算地球的质量必须知道一些数据，下列各组数据加上已知的万有引力常量为G，可以计算地球质量的是（     ）A．地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离RB．月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离RC．人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期TD．地球自转周期T和地球的平均密度ρ