《萬(wàn)有引力與宇宙航行》

1、萬(wàn)有引力與宇宙航行人教版高中物理必修第二冊(cè) 第七章主 講 人：馬雙喜李永惠 天津市第一中學(xué)審核指導(dǎo)：高 杰 天津市中小學(xué)教育教學(xué)研究室學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三：如何“稱(chēng)量”天體的質(zhì)量呢？【任務(wù)情景】?每個(gè)人都生活在地球上，你知道地球有多重嗎？怎樣“稱(chēng)量”它的質(zhì)量呢?學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三：如何“稱(chēng)量”天體的質(zhì)量呢？實(shí)驗(yàn)室中，物體的質(zhì)量常用天平來(lái)測(cè)量；生活中，物體的質(zhì)量常用電子秤或臺(tái)秤來(lái)稱(chēng)量。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)“稱(chēng)量”地球質(zhì)量的方法。思考？【學(xué)習(xí)任務(wù)一】“稱(chēng)量”地球的質(zhì)量 學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三：如何“稱(chēng)量”天體的質(zhì)量呢？一種是借助“地上”的物體，根據(jù)地球表面的重力加速度，這種方法可形象比喻為“自

2、力更生”。但需要注意的是，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，重力與萬(wàn)有引力才近似相等。一種是借助“天上”的物體，萬(wàn)有引力提供月球勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力，這種方法可形象比喻為“借助外援”。【學(xué)習(xí)任務(wù)一】“稱(chēng)量”地球的質(zhì)量 如何得到地球密度呢？思考？思考？學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三：如何“稱(chēng)量”天體的質(zhì)量呢？【學(xué)習(xí)任務(wù)一】“稱(chēng)量”地球的質(zhì)量 如何得到地球密度呢？思考？學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三：如何“稱(chēng)量”天體的質(zhì)量呢？?jī)煞N方法不管是“稱(chēng)量”地球的質(zhì)量M地，還是計(jì)算地球密度，都需要知道引力常量。因此，卡文迪什把他自己的實(shí)驗(yàn)說(shuō)成是“稱(chēng)量地球的重量”?？ㄎ牡鲜苍跍y(cè)定引力常量后，還算出了地球密度為水密度的5.481倍，非常接近地球的平均密

3、度5507.85kg/m3?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)一】“稱(chēng)量”地球的質(zhì)量 著名文學(xué)家馬克吐溫說(shuō)：“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多收獲！” 學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三：如何“稱(chēng)量”天體的質(zhì)量呢？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】計(jì)算天體的質(zhì)量思考？如此精妙的方法稱(chēng)出了地球的質(zhì)量，能用這兩種方法“稱(chēng)量”太陽(yáng)的質(zhì)量嗎？已知太陽(yáng)與地球間的平均距離約為1.51011m，估算太陽(yáng)的質(zhì)量。思考與討論學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三：如何“稱(chēng)量”天體的質(zhì)量呢？思考？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】計(jì)算天體的質(zhì)量不同行星繞太陽(yáng)運(yùn)行時(shí)，r、T都各不相同，用 計(jì)算出來(lái)的太陽(yáng)質(zhì)量相同嗎？ 請(qǐng)同學(xué)們用v、T來(lái)計(jì)算太陽(yáng)質(zhì)量，寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程。 思考？【學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)自測(cè)】解析：1. 某人造地球衛(wèi)星沿圓軌道運(yùn)行，軌道半徑是6.8103 km，周期是5.6103 s。試從這些數(shù)據(jù)估算地球的質(zhì)量(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三：如何“稱(chēng)量”天體的質(zhì)量呢？【學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)自測(cè)】2. 宇航員在地球表面以一定的初速度豎直上拋一個(gè)小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一個(gè)小球，需要經(jīng)過(guò)5t的時(shí)間落回原處。（地球表面重力加速度g取10m/s2，空氣阻力不計(jì)）（1）求該星球表面附近的重力加速度g；（2）已知該星球的半徑與地球半徑之比為R：