萬(wàn)有引力的成就、宇宙航行.docx

1、4 萬(wàn)有引力理論的成就學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、掌握求天體質(zhì)量的方法2、了解利用萬(wàn)有引力理論發(fā)現(xiàn)未知天體的方法一、自主學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)： 1、萬(wàn)有引力定律內(nèi)容、公式2、星球表面附近萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系3、一個(gè)天體繞另一個(gè)天體做運(yùn)動(dòng)，向心力來(lái)源4、向心加速度公式二、合作探究（一）計(jì)算天體的質(zhì)量1、如何計(jì)算地球的質(zhì)量2、如何計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量3、歸納計(jì)算天體質(zhì)量的方法4、盡可能多的寫出計(jì)算天體質(zhì)量表達(dá)式（在不同的已知條件下）（二）發(fā)現(xiàn)未知天體哪些天體是利用了萬(wàn)有引力理論發(fā)現(xiàn)的？是怎樣發(fā)現(xiàn)的？三、延伸遷移（一）計(jì)算天體的質(zhì)量例 1、（ 2007 年寧夏高考） 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星是在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出

2、了行星的軌道半徑和周期，由此可以推算出（）A、行星的質(zhì)量B 、行星的半徑C、恒星的質(zhì)量D、恒星的半徑練習(xí)： 1、（ 2008 年北京高考）據(jù)報(bào)道，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星，環(huán)月工作軌道為圓軌道，軌道高度 200 ，運(yùn)行周期 127 分鐘，若還知道引力常量和月球平均半徑，僅利用以上條件，不能求出的是（）A、月球表面的重力加速度B、月球?qū)πl(wèi)星的引力C、衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的速度D 、衛(wèi)星繞月運(yùn)行的加速度2、一直地球半徑 R,地球質(zhì)量 m，日地中心距離 r，地面重力加速度 g，計(jì)算天體質(zhì)量 M （引力常量 G 未知）3、在以下條件下求出地球的質(zhì)量，已知引力常量為G（ 1）某一衛(wèi)星（月亮和人造衛(wèi)星都是地球的衛(wèi)星）的周期

3、T ，軌道半徑r（ 2）某一衛(wèi)星的繞行速度V 和軌道半徑r（ 3）某一衛(wèi)星的繞行速度V 和周期 T（ 4）地球表面的重力加速度g，地球半徑R（二）估算天體的平均密度例 2、假設(shè)在半徑為 R 的某天體上發(fā)射一顆天體的衛(wèi)星，若它貼近該天體的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T 1，已知萬(wàn)有引力常量為 G，則該天體的密度是多少？若這顆衛(wèi)星距離天體表面的高度為h，測(cè)得在該處做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2，則該天體的密度有是多少？5 宇宙航行學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)2、知道三個(gè)宇宙速度的含義3、會(huì)計(jì)算第一宇宙速度4、知道地球同步衛(wèi)星的相關(guān)知識(shí)一、自主學(xué)習(xí)宇宙速度結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律和萬(wàn)有引力理論思考牛頓的設(shè)

4、想， 為什么速度足夠大時(shí)，這個(gè)物體將成為人造衛(wèi)星思考：這個(gè)速度要至少達(dá)到多大，物體才能成為地球的衛(wèi)星而不掉下來(lái)？思考：在例2 中，若引力常量未知，知道地球表面的重力加速度g，結(jié)果該如何表示？結(jié)論：衛(wèi)星的軌道平面必然經(jīng)過(guò)，同步衛(wèi)星的軌道平面在，同步衛(wèi)星的高度和環(huán)繞速度都是。（二）第一宇宙速度是最大速度還是最小速度1、發(fā)射速度2、環(huán)繞速度（運(yùn)行速度）三、延伸遷移1、我國(guó)成功發(fā)射一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”，設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面，已知月球的質(zhì)量約為地球的1/81，月球半徑約為地球半徑的1/4，地球上的第一宇宙速度為7.9 /s，則該衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為（）第一宇宙速度，第二

5、宇宙速度，第三宇宙速度二、合作探究（一）地球同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度和軌道高度例 1、（ 1）如圖所示， 、 b、 c、d 四條軌道中可以作為衛(wèi)星軌道的是那一條軌道？。A、 0.4 /sB、 1.8 /sC、 11 /sD、 36 /s2、同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造衛(wèi)星，則下面說(shuō)法正確的是（）A、它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方， 且離地心的距離按需要選擇不同數(shù)值B、它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地心的距離是一定的C、它只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同的數(shù)值D、它只能在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的（2）這四條軌道中哪一條軌道中的衛(wèi)星可能和地3、人造衛(wèi)星在運(yùn)行中因受高空稀薄的空氣的阻力作用，繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道球自轉(zhuǎn)同步？半徑會(huì)慢慢減小，在半徑緩慢變化過(guò)程中，衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)還可以看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)它在較大的軌道 r1 上運(yùn)行時(shí)線速度為v1,周期為 T 1；后來(lái)在較小例 2、已知地球的半徑是R，地球的質(zhì)量 M ，引力常量G，若要發(fā)射一顆的軌道半徑 r2 上運(yùn)行的線速度為v2，周期為 T2，則它們的關(guān)系是（）地球同步衛(wèi)星，試求： （ 1）地球同步衛(wèi)星的軌道高度h；（ 2）地球同