河北省淶水波峰中學(xué)人教版高一物理必修二導(dǎo)學(xué)案6.4萬(wàn)有引力理論的成就

6.4萬(wàn)有引力理論的成就年級(jí)：高一學(xué)科：物理導(dǎo)學(xué)案編號(hào)：8號(hào)編寫人：曾海城審核人：學(xué)生姓名：一、課前預(yù)習(xí)單【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量和密度掌握綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析具體問(wèn)題的方法【預(yù)習(xí)指導(dǎo)】活動(dòng)一：閱讀教材“科學(xué)真實(shí)迷人”部分的內(nèi)容，同時(shí)思考下列問(wèn)題1、為什么說(shuō)在不考慮地球的自轉(zhuǎn)的情況下，重力才等于地球和物體之間的萬(wàn)有引力？活動(dòng)二：閱讀教材“計(jì)算天體的質(zhì)量”部分的內(nèi)容，同時(shí)思考下列問(wèn)題1、天體實(shí)際做何運(yùn)動(dòng)?而我們通常可認(rèn)為做什么運(yùn)動(dòng)?2、應(yīng)用萬(wàn)有引力定律求解中心天體質(zhì)量的基本思路是什么?3、應(yīng)用天體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程——萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力求出的天體質(zhì)量有幾種表達(dá)式?各是什么?各有什么特點(diǎn)?4、應(yīng)用此方法能否求出環(huán)繞天體的質(zhì)量?為什么？【基礎(chǔ)訓(xùn)練】例1：已知萬(wàn)有引力常量和下列各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是()A.月球繞地球運(yùn)行的周期及月球距地球的距離B.地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期及地球離太陽(yáng)的距離C.人造衛(wèi)星在地面附近運(yùn)行的速度和運(yùn)行周期D.若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及重力加速度【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題】合作探究：天體的質(zhì)量求出來(lái)了，能否求天體的平均密度？如何求？寫出其計(jì)算表達(dá)式.活動(dòng)三：閱讀教材“發(fā)現(xiàn)未知天體”部分的內(nèi)容，同時(shí)思考下列問(wèn)題1、應(yīng)用萬(wàn)有引力定律除可估算天體質(zhì)量外，還可以在天文學(xué)上有何應(yīng)用？2、應(yīng)用萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些行星？二、課中探究單【預(yù)習(xí)問(wèn)題探究】應(yīng)用萬(wàn)有引力計(jì)算某個(gè)天體的質(zhì)量，有兩種方法：一種是知道這個(gè)天體的，利用天體表面重力等于萬(wàn)有引力；一種是知道這個(gè)天體的，利用天體繞另一天體的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其萬(wàn)有引力提供轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力【重點(diǎn)難點(diǎn)探究】天體運(yùn)動(dòng)的加速度an、線速度v、角速度ω、周期T與軌道半徑r的關(guān)系設(shè)質(zhì)量為m的天體繞另一質(zhì)量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(1)由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)得v＝，r越大，天體的v。(2)由Geq\f(Mm,r2)＝mω2r得ω＝，r越大，天體的ω。(3)由Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r得T＝，r越大，天體的T。(4)由Geq\f(Mm,r2)＝man得an＝，r越大，天體的an。【對(duì)標(biāo)訓(xùn)練探究】例1：某天體的質(zhì)量約是地球質(zhì)量的32倍，半徑約是地球半徑的2倍，已知地球表面的重力加速度為9.8m/s2，求該天體表面的重力加速度為多大？三、達(dá)標(biāo)檢測(cè)單1．利用下列哪組數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地球質(zhì)量（已知引力常量G）（）A．已知地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期B．已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期C．已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和角速度D．已知地球半徑和地球表面重力加速度2.飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行，認(rèn)為行星是密度均勻的球體，要確定該行星的密度，只需要測(cè)量()A.飛船的軌道半徑B.飛船的運(yùn)行速度C.飛船的運(yùn)行周期D.行星的質(zhì)3、在下列條件中，引力常量已知，能求出地球質(zhì)量的是()A．已知衛(wèi)星質(zhì)量和它離地的高度B．已知衛(wèi)星軌道半徑和運(yùn)動(dòng)周期C．已知近地衛(wèi)星的周期和它的向心加速度D．已知地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑和地球表面的重力加速度4、一顆質(zhì)量為的衛(wèi)星繞質(zhì)量為的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則衛(wèi)星的周期（）A.與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)B.與衛(wèi)星的運(yùn)行速度成正比C.與行星質(zhì)量的平方根成正比D.與衛(wèi)星軌道半徑的次方有關(guān)5．木星是太陽(yáng)系中最大的行星，它有眾多衛(wèi)星。觀察測(cè)出：木星繞太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1、周期為T1；木星的某一衛(wèi)星繞木星作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r2、周期為T2，已知萬(wàn)有引力常量為G，則根據(jù)題中給定條件（ ）A．能求出木星的質(zhì)量B．能求出木星與衛(wèi)星間的萬(wàn)有引力C．能求出太陽(yáng)與木星間的萬(wàn)有引力D．可以斷定6．地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑是R1，周期是T1，月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑是R2，周期是T2，則太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量之比是()A．B．C．D．7．一顆小行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的4倍，則這顆小行星運(yùn)轉(zhuǎn)的周期是（）A．4年B．6年C．8年D.9年8．火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的1/10和1/2，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為（）A．0.2gB．0.4gC．2.5g9.假設(shè)太陽(yáng)系中天體的密度不變,天體直徑和天體之間距離都縮小到原來(lái)的一半,地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列物理量變化正確的是（）A.地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B.地球的向心力變?yōu)榭s小前的1/16C.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同D.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半量10.2007年10月，我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星成功發(fā)射．“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星開(kāi)始繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)變軌、制動(dòng)后，成為一顆繞月球做圓軌道運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星．設(shè)衛(wèi)星距月球表面的高度為h，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為t已知月球半徑為R，引力常量為G．求：(1)月球的質(zhì)量M；(2)月球表面的重力加速度g；(3