高中物理-萬有引力理論成就教學(xué)課件設(shè)計

萬有引力理論的成就教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能：(1)了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要作用。(2)會用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量和密度。(3)理解并運(yùn)用萬有引力定律處理天體問題的思路和方法。2．過程與方法：(1)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)事件之間相似性采取類比方法分析新問題的能力與方法(2)培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)建立模型的能力與方法。3．情感態(tài)度與價值觀：(1)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和大膽探究的心理品質(zhì)。(2)體會物理學(xué)規(guī)律的簡潔性和普適性，領(lǐng)略物理學(xué)的優(yōu)美。重點、難點

利用萬有引力定律對天體進(jìn)行有關(guān)計算。能利用萬有引力定律與牛頓第二定律綜合解決圓周運(yùn)動問題。自主探究、合作學(xué)習(xí)

上節(jié)我們學(xué)習(xí)了萬有引力定律的有關(guān)知識，現(xiàn)在請同學(xué)們回憶一下：1.萬有引力定律的內(nèi)容及公式是什么？2.萬有引力與重力的關(guān)系是什么？3.天體做什么樣的運(yùn)動？向心力的來源是什么？

那么萬有引力理論到底都有哪些成就，本節(jié)課我們一起來探討一下。一.求天體質(zhì)量例題1.利用下列哪組數(shù)據(jù)可以計算出地球的質(zhì)量（）

A.地球半徑R和地球表面的重力加速度g

B.衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的軌道半徑r和周期T

C.衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的軌道半徑r和角速度ω

D.衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的線速度V和周期T例題2.在某行星上，宇航員用彈簧秤稱得質(zhì)量為m的砝碼重力為F，乘宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行，測得其環(huán)繞周期為T，根據(jù)這些數(shù)據(jù)求該星球的質(zhì)量．ABCD二.求天體的密度思路：例題3.假設(shè)在半徑為R的某天體上發(fā)射一顆該天體的衛(wèi)星，若它貼近天體的表面做勻速圓周運(yùn)動的周期為T1，已知引力常量為G，則該天體的密度是多少？若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h，測得在該處做圓周運(yùn)動的周期為T2，則該天體的密度又是多少？三.發(fā)現(xiàn)未知天體

請閱讀課本“發(fā)現(xiàn)未知天體”，試用自己的語言敘述發(fā)現(xiàn)未知天體的過程

海王星的軌道由英國的劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國年輕的天文愛好者勒維耶各自獨(dú)立計算出來。1846年9月23日晚，由德國的伽勒在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星,人們稱其為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”。海王星

海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計算的不一致．于是幾位學(xué)者用亞當(dāng)斯和勒維列的方法預(yù)言另一顆新星的存在．在預(yù)言提出之后，1930年3月14日，湯博發(fā)現(xiàn)了這顆新星——冥王星．1705年英國哈雷計算了“哈雷彗星”的軌道并正確預(yù)言了它的回歸。冥王星與其衛(wèi)星美國2001年發(fā)射，并于2006至2008年訪問冥王星的宇宙飛船處理天體問題的基本方法牛頓第二定律黃金公式例題4.如圖所示，a、b、c是在地球大氣層以外圓形軌道上運(yùn)動的三顆衛(wèi)星，a和b質(zhì)量相等,且小于c的質(zhì)量，則下列說法錯誤的是(

)

A．b所需向心力最小

B．b、c的周期相同且大于a的周期

C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度

D．b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度例題5.宇宙中兩顆相距較近的天體稱為“雙星”，它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運(yùn)動,而不至于因萬有引力的作用吸引到一起．設(shè)二者的質(zhì)量分別為m1和m2,二者相距為L.求：(1)雙星的軌道半徑之比；(2)雙星的線速度之比；(3)雙星的角速度．雙星模型天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍,銀河系的恒星中大約四分之一是雙星。它由兩個相互環(huán)繞的天體組成，它們在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上某點做周期相同的勻速圓周運(yùn)動。特點:（1）雙星的向心力大小相同（2）雙星的角速度相同，旋轉(zhuǎn)周期相同（3）雙星繞共同的中心轉(zhuǎn)動，做圓周運(yùn)動時總是位于旋轉(zhuǎn)中心的兩側(cè)，且三者在一條直線本節(jié)課學(xué)到了哪些知識？謝謝?。?）電流穩(wěn)定后，道題棒做勻速運(yùn)動【例1】觀測表明，由于萬有引力，恒星有“聚集”的特點.眾多的恒星組成不同層次的恒星系統(tǒng)，最簡單的恒星系統(tǒng)是雙星，兩顆星各以一定速率繞其連線上某一點勻速轉(zhuǎn)動，這樣才不至于因萬有引力作用而吸引在一起.已知雙星質(zhì)量分別為m1、m2，間距始終為L，引力常量為G.m1m2xo求：(1)雙星旋轉(zhuǎn)的中心O到m1的距離x；

(2)雙星的轉(zhuǎn)動周期.學(xué)以致用（1）電流穩(wěn)定后，道題棒做勻速運(yùn)動m1m2xo【解析】由雙星模型規(guī)律①②固定點O離質(zhì)量大的星較近2.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動特征可推算出它們的總質(zhì)量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運(yùn)動，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為L，試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。（引力常量為G）認(rèn)真體會萬有引力公式中的r和向心力公式中的r的區(qū)別！學(xué)以致用（1）電流穩(wěn)定后，道題棒做勻速運(yùn)動宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，可忽略其他星體對它們的引力.穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；另一種是三顆星位于等邊三角形的三個頂點上，并沿外接圓運(yùn)行.（1）求第一種形式下，星體的線速度和周期;（2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動周期相同，第二種形式下星體間距為多少？

三星模型設(shè)：