高中物理人教版 (新课标)必修24.万有引力理论的成就教案

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万有引力理论的成就一.教学目标1、知道万有引力定律在天文和航天领域发挥的巨大作用．2、会用万有引力定律计算天体的质量 3、体会科学规律对人类探索和认识未知世界的意义．二.教学重点万有引力定律及在天文和航天领域发挥的巨大作用．三.教学难点万有引力定律的应用方法四.教学过程㈠．自主学习1．天体质量的计算通过天文观测到某行星的一个卫星运动的周期为T，轨道半径为r，若把卫星的运动近似看成匀速圆周运动，试求出该行星的质量。  2．测天体表面（附近）的重力加速度（1）天体表面的重力加速度 （2）天体上空h高处的重力加速度 3．发现末知天体如海王星和冥王星的发现㈡、过程与方法例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（ BCD  ）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例2：登月火箭关闭发动机后在离开月球表面112km的空中沿圆形轨道运行,周期是120.5min,月球的半径是1740km,根据这些数据计算月球的质量和平均密度.7.16×1023kg2.7×103kg/m3  例3：两颗靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动时，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示，设双星的质量分别为m1和m2，他们之间的距离为L。求双星运行轨道半径r1和r2以及运行的周期T.      ㈢．课堂练习1、若有一星球密度与地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍则该星球质量是地球质量的 （ D ）A、0.5倍       B、2倍        C、4倍         D、8倍2、若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（ B ）A、       B、           C、     D、3、为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（　AC　　）A、运转周期和轨道半径B、质量和运转周期C、线速度和运转周期D、环绕速度和质量4、在某行星上，宇航员用弹簧称称得质量为m的砝码重量为F，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为T，根据这些数据求该星球的质量。 M=  ㈣．课后练习1、一颗质量为m的卫星绕质量为M的行星做匀速圆周运动，则卫星的周期（AB）A．与卫星的质量无关   B．与卫星轨道半径的3/2次方有关C．与卫星的运动速度成正比D．与行星质量M的平方根成正比2、设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直向上抛一物体的最大高度之比为k（均不计阻力），且已知地球于该天体的半径之比也为k，则地球与天体的质量之比为（ B ）A.1           B.k                C.k2          D. 1/k3、两颗行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星轨道接近各自的行星表面，如果两行星质量之比为MA/MB=p，两行星半径之比RA/RB=q，则两卫星周期之比Ta/Tb为（D ）A、           B、    C、        D、4、A、B两颗行星，质量之比为MA/MB=p，半径之比为RA/RB=q，则两行星表面的重力加速度为（ C  ）A、p/q             B、pq2        C、p/q2             D、pq5、地球公转的轨道半径是R1，周期是T1，月球绕地球运转的轨道半径是R2，周期是T2，则太阳质量与地球质量之比是（ B ）A、         B、        C、      D、  6、若某行星的质量和半径均为地球的一半，那么质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的（ C ） A、1/4         B、1/2        C、2倍        D、4倍7、月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/3.8。如果分别在地球上和在月球上都用同一初速度竖直上抛出一个物体（阻力不计），两者上升高度的比为多少？  8、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). 5.8×1024kg 9、太阳光到达地球表面所需的时间为500s，地球绕太阳运行一周的时间为365天，试估算出太阳的质量（取一位有效数字）。2×1030kg