3.萬有引力定律的應(yīng)用

1、萬有引力定律的應(yīng)用第一課時授課人：商贇玨教學(xué)目標(biāo)：1、掌握重力產(chǎn)生的原因，理解重力和萬有引力的區(qū)別2、會利用萬有引力計算物體在不同位置的重力大小3、知道重力加速度隨緯度變化原因4、會利用萬有引力計算天體質(zhì)量及密度1、通過對我國宇宙空間科技發(fā)展的了解激發(fā)學(xué)生的愛國熱情2、通過學(xué)習(xí)萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情1、重點：重力的來源及變化特征；利用萬有引力定律計算天體質(zhì)量的思路和方法2、難點：利用萬有引力定律計算天體質(zhì)量的思路和方法德育目標(biāo)：教學(xué)重、難點：知識回顧萬有引力定律1、內(nèi)容： 自然界中任何兩個物體間都存在著相互作用的引力，引力的大小與這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，與它們

2、之間的距離的平方成反比。2、公式：r：質(zhì)點(球心)間的距離引力常量：G=6.671011 Nm2/kg23、條件: 質(zhì)點或均質(zhì)球體4、理解:普遍性、相互性、宏觀性萬有引力與重力的區(qū)別與聯(lián)系：1.萬有引力：物體受地球的引力 方向：指向地心2.重力:由于地球的吸引而使物體受到 的力，叫做重力。 方向：豎直向下，指垂直于當(dāng)?shù)氐乃矫妫ㄖ亓εc萬有引力是同一性質(zhì)的力。）G=mgRMGmrF向F引其中F引G ，而向心力Fnmr2, 重力G=mg. F引為 Fn和 G的矢量和地球表面上的物體： 由于地球自轉(zhuǎn)，靜止在地球上的物體也跟著繞地軸作圓周運動，其自轉(zhuǎn)向心力由萬有引力的一個分力來提供。因此，在地球表面上

3、的物體所受的萬有引力可以分解成物體所受的重力和隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運動的向心力。此時自轉(zhuǎn)向心力達到最大值：FmaxmR2，重力達到最小值此時重力等于萬有引力，重力達到最大值，由以上分析可知：當(dāng)物體由赤道向兩極移動的過程中，自轉(zhuǎn)向心力減小，而重力增大，只有物體在兩極時物體所受的萬有引力才等于重力。重力加速度(g)在赤道附近最小，在兩極處最大由此可見：重力只是物體所受萬有引力的一個分力，但是由于另一個分力F特別小，所以一般近似認為地球表面（附近）上的物體，所受重力等于萬有引力。即：地球表面重力加速度：黃金代換假設(shè)火星和地球都是球體，火星的質(zhì)量M火和地球的質(zhì)量M地之比M火/M地=p，火星的半徑R火和地球

4、的半徑R地之比R火/R地=q，那么火星表面處的重力加速度g火和地球表面處的重力的加速度g地之比等于多少？比值計算題練習(xí)1卡文迪許被稱為能稱出地球質(zhì)量的人地球的質(zhì)量怎樣稱量?“稱量地球的質(zhì)量”物體在天體(如地球)表面時受到的重力近似等于萬有引力“稱量地球的質(zhì)量”設(shè)地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R =6.4106m，引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2，試估算地球的質(zhì)量。 練習(xí)2已知星球表面重力加速度g和星球半徑R,求星球平均密度。練習(xí)3思考：如果已知行星(m)繞恒星(M)公轉(zhuǎn)的周期T和軌道半徑r，能否計算出行星和恒星的質(zhì)量嗎？(1)思路：質(zhì)量為m的行星繞恒星做勻速圓周

5、運動時，行星與恒星間的萬有引力提供向心力。開普勒第三定律根據(jù)上式可知只能求到中心天體質(zhì)量，不能求到環(huán)繞天體質(zhì)量1、如果知道地球繞太陽的公轉(zhuǎn)周期T和它與太陽的距離r，能求出太陽的質(zhì)量嗎？若要求太陽的密度，還需要哪些量？2、教材P50的活動中的問題練習(xí)4注意公式中的r是軌道半徑，R是天體半徑1.海王星的發(fā)現(xiàn)：英國劍橋大學(xué)的學(xué)生_和法國年輕的天文學(xué)家_根據(jù)天王星的觀測資料，利用萬有引力定律計算出天王星外“新”行星的軌道。1846年9月23日，德國的_在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星_。2.其他天體的發(fā)現(xiàn)：近100年來，人們在海王星的軌道之外又發(fā)現(xiàn)了_、鬩神星等幾個較大的天體。亞當(dāng)斯勒維耶伽勒海王

6、星冥王星預(yù)測未知天體課堂小結(jié)： 本節(jié)我們首先分析了重力的來源，它是萬有引力的一個分力，在赤道處最小，兩極處最大；另一個分力是自轉(zhuǎn)向心力。在近似計算中我們認為重力與萬有引力相等。其次，我們學(xué)習(xí)了在不同條件下求星球的質(zhì)量和密度，課后請大家復(fù)習(xí)鞏固。作業(yè)布置：練習(xí)冊對應(yīng)練習(xí)1、不考慮地球自轉(zhuǎn)的條件下，地球表面的物體2、隨緯度的升高，向心力減小，則重力將增大 赤道兩極3.地球表面的物體所受的重力的實質(zhì)是物體所受萬有引力的一個分力結(jié)論：向心力遠小于重力,萬有引力近似等于重力。2、地球上空（不受自轉(zhuǎn)影響）F引=G 3.環(huán)繞地球的物體 當(dāng)物體在距地面一定高度繞地心做勻速圓周運動時，地球自轉(zhuǎn)對物體做圓周運動無影響，且此時地球?qū)ξ矬w的萬有引力就等于物體重力，引力提供物體做圓周運動的向心力，所以三者相等。 F引=G=mv2/r2022/7/30二.重力加速度的計算方法:緯度越高，重力加速度越大；高度越高，重力加速度越小。注意：重力加速度隨緯度的變化很小，通常認 為地球表面重力加速度相等。2022/7/30二.重