高中物理6.4万有引力理论的成就导学案新人教版必修220170713197.doc
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1、第六章 万有引力与航天第4节 万有引力理论的成就【学习目标】1 了解万有引力定律在天文学上的应用2 会用万有引力定律计算天体的质量和密度3 掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法【重点、难点】万有引力定律在天体运动中的应用预习案【自主学习】1.计算天体的质量(1)将行星的运动近似看作匀速圆周运动,行星的向心力由 来提供,可以列出方程G=mr2,由=得到G,从而求出太阳的质量 .(2)如果已知卫星绕行星运动的 和卫星与行星之间的 、也可以算出行星的质量.(3)观测 的运动,可以计算太阳的质量,观测 的运动,可以测量地球的质量.(4)如果不考虑地球自转的影响,地面上质量为m的物
2、体受到的重力mg等于 对物体的万有引力即 ,由此解出M=.若已知g=9.8 m/s2,R=6 370 km,G=6.6710-11 Nm2/kg2,则可计算出地球的质量为 kg.2.发现未知天体(1)18世纪,人们观测到太阳系的第七个行星天王星的轨道和用 计算出来的轨道有一些偏差.(2) 、 最终确立了万有引力定律的地位.【学始于疑】(请将预习中不能解决的问题记录下来,供课堂解决。)探究案【合作探究一】计算中心天体的质量和密度1什么是中心天体?如行星绕恒星、卫星绕行星,“被绕行者”称为中心天体,只能求解被绕行者(称为中心天体)的质量和密度。2知道哪些物理量能够求解(中心)天体的质量?当卫星绕行
3、星或行星绕恒星做匀速圆周运动时:(1)若已知物体在某一星球表面的重力加速度g和星球半径R,根据得M=_;(2)若知道行星的周期T和半径r,由得恒星质量M=_;思考:若已知行星的线速度和半径,可否求出恒星质量M?_;若已知行星的线速度和周期T,可否求出恒星质量M?_3如何求解(中心)天体的密度?知道天体质量M后,若已知天体半径R,由和体积可求天体的密度。_ 【例1】(改编)已知下面的哪组数据,可以计算出地球的质量 ( )A月球绕地球运行的周期和地球的半径B人造地球卫星在地面附近的运行速度和运行周期TC地球同步卫星离地面的高度hD地球绕太阳运行的周期T和地球到太阳中心的距离r归纳总结:【合作探究二
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