江蘇省江陰市山觀高級(jí)中學(xué)高中物理 6.3萬有引力理論的成就學(xué)案（無答案）新人教版必修2

1、6.3萬有引力理論的成就 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。2、會(huì)用萬有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量。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?！緦W(xué)習(xí)過程】學(xué)習(xí)任務(wù)1：思考并進(jìn)入新課學(xué)習(xí)問題： 美國(guó)的阿波羅8號(hào)從月球返航的途中，當(dāng)?shù)孛婵刂浦行膯柤啊笆钦l在駕駛”的時(shí)候，指令長(zhǎng)這樣回答：“我想現(xiàn)在是牛頓在駕駛”。他為什么會(huì)這樣說呢？感悟： 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的物理意義:對(duì)天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響，他把地面上的物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來，對(duì)科學(xué)文化的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種

2、事物。學(xué)習(xí)任務(wù)2：地球質(zhì)量的測(cè)定問題： 可以通過萬有引力定律來計(jì)算地球的質(zhì)量嗎？依據(jù)： 不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力mg等于地球?qū)ξ矬w的引力。 討論： 為什么要不考慮地球自轉(zhuǎn)影響？思考： 誰被稱作第一個(gè)稱量出地球質(zhì)量的人？為什么？閱讀： P41-“科學(xué)真是迷人”部分內(nèi)容感悟： 馬克吐溫: “科學(xué)真是迷人，根據(jù)零星的事實(shí),增添一點(diǎn)猜想,竟能贏得那么多的收獲!”遷移： 如何測(cè)量月球的質(zhì)量？問題： 如何測(cè)量月球上的重力加速度?拓展： 能用同樣的方法測(cè)量太陽的質(zhì)量嗎？學(xué)習(xí)任務(wù)3：太陽質(zhì)量的測(cè)定閱讀： P42-“計(jì)算天體的質(zhì)量”部分內(nèi)容問題： 應(yīng)用萬有引力定律求解天體質(zhì)量的基本思

3、路是什么?依據(jù)： 行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由它們之間的萬有引力提供討論： 水星和地球繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期T是不一樣的，公轉(zhuǎn)半徑r也是不一樣的，那用公式求解出來的太陽的質(zhì)量會(huì)是一樣的嗎？你是如何判斷的？遷移： 能否根據(jù)木星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)來計(jì)算木星的質(zhì)量？若不行，怎么辦？感悟： 此種方法只能測(cè)定中心天體M的質(zhì)量環(huán)繞天體m繞中心天體M做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由中心天體對(duì)環(huán)繞天體的引力提供應(yīng)用： 如何用此方法測(cè)地球的質(zhì)量？這種方法與第一種方法哪一個(gè)更好？為什么？學(xué)習(xí)任務(wù)4：未知天體的發(fā)現(xiàn)閱讀： P42-“發(fā)現(xiàn)未知天體”部分內(nèi)容思考： 海王星為什么被稱作“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”？體味： 馮.勞厄：

4、“沒有任何東西像牛頓引力理論對(duì)行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力地樹立起人們對(duì)年輕的物理學(xué)的尊敬。從此以后，這門自然科學(xué)成了巨大的精神王國(guó)”學(xué)習(xí)任務(wù)5：學(xué)習(xí)小結(jié)、例題訓(xùn)練小結(jié)： 不考慮天體自轉(zhuǎn)的影響，天體表面上質(zhì)量為m的物體所受的重力mg等于天體對(duì)表面物體的引力。環(huán)繞天體m繞中心天體M做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由中心天體對(duì)環(huán)繞天體的引力提供例題： 一艘宇宙飛船繞一個(gè)不知名的、半徑為R的行星表面飛行，環(huán)繞一周飛行時(shí)間為T，求該星球的質(zhì)量和平均密度？訓(xùn)練： 某人在某一星球上以速度v豎直上拋一物體，經(jīng)時(shí)間t落回拋出點(diǎn)，已知該星球的半徑為R，試計(jì)算該星球的質(zhì)量及其平均密度？【課后作業(yè)】（ ）1、已知引力常量G和下列

5、各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是A地球繞太陽運(yùn)行的周期及地球離太陽的距離 B月球繞地球運(yùn)行的周期及月球的半徑C人造地球衛(wèi)星在地面附近運(yùn)行的速度及周期D若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及地球表面的重力加速度（ ）2、科學(xué)家探測(cè)表明，月球上至少存在豐富的氧、硅、鋁和鐵等資源。設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上，假定經(jīng)過長(zhǎng)期的開采后月球與地球仍可看作均勻球體，月球仍沿開采前的軌道運(yùn)行，則A地球與月球間的萬有引力將變小 B地球與月球間的萬有引力將變大C月球繞地球運(yùn)行的周期將變小 D月球繞地球運(yùn)行的周期將變大（ ）3、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

6、無關(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)（ ）4、若已知某行星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑為R，公轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為G，由此可求出A.該行星的質(zhì)量 B.太陽的質(zhì)量 C.該行星的密度 D.太陽的密度（ ）5、2020年12月，我國(guó)第一架登月探測(cè)器“嫦娥三號(hào)”發(fā)射升空。如果“嫦娥三號(hào)”變軌過程中貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期為T?！版隙鹑?hào)”在月球上著陸后，用測(cè)力計(jì)測(cè)得質(zhì)量為m的儀器重力為P。已知引力常量為G，由以上數(shù)據(jù)可以求出的物理量有A月球的半徑 B月球的質(zhì)量C月球表面的重力加速度 D月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度（ ）6、地球表面的平均重力加速度為g，地球半徑為R，萬有引力常量為G，用上述物理量估算出來的地球的平均密度是（ ）7、火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的0.1和0.5，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A0.2g B0.4g C2.5g D5g（ ）8、如果某星球的密度跟地球相同，又知其表面的重力加速度為地球表面的重力加速度的2倍，則該星球的質(zhì)量為地球質(zhì)量的A8倍 B4倍 C2倍 D16倍9、宇航員站在一個(gè)星球表面上的某高處h自由釋放一小球，經(jīng)過時(shí)間t落地，該星球