《3. 萬(wàn)有引力理論的成就》學(xué)習(xí)任務(wù)單

《3.萬(wàn)有引力理論的成就》學(xué)習(xí)任務(wù)單學(xué)習(xí)任務(wù)單課程基本信息學(xué)科高中物理年級(jí)學(xué)期課題人教版（2019）必修第二冊(cè)第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行第3節(jié)萬(wàn)有引力理論的成就學(xué)生信息姓名學(xué)校班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)一：了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。目標(biāo)二：會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量和密度。目標(biāo)三：理解并能推導(dǎo)第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度。課前學(xué)習(xí)任務(wù)1、閱讀教材中關(guān)于萬(wàn)有引力理論成就的部分內(nèi)容，大概瀏覽就行，把不懂的地方標(biāo)記出來(lái)哦。2、回顧之前學(xué)過(guò)的萬(wàn)有引力定律的公式，自己在本子上默寫(xiě)一下，要是能想起來(lái)相關(guān)的推導(dǎo)過(guò)程就更好啦。課上學(xué)習(xí)任務(wù)【學(xué)習(xí)任務(wù)一】萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用思考：?jiǎn)栴}一：大家想一想，萬(wàn)有引力定律怎么就能和天文學(xué)聯(lián)系起來(lái)呢？在天文學(xué)里，萬(wàn)有引力都起著什么樣的作用呀？問(wèn)題二：根據(jù)我們對(duì)天文學(xué)的一些了解，哪些天文現(xiàn)象或者天體的運(yùn)動(dòng)可能和萬(wàn)有引力有關(guān)呢？我們來(lái)舉個(gè)例子哈，地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，月球繞著地球轉(zhuǎn)，這些天體之間的相互吸引關(guān)系就是萬(wàn)有引力在起作用。那大家能不能再想幾個(gè)類(lèi)似的例子呢？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】計(jì)算天體的質(zhì)量和密度活動(dòng)1：假設(shè)我們知道了一個(gè)衛(wèi)星繞著某顆行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星的軌道半徑是r，運(yùn)行周期是T。那我們?cè)趺锤鶕?jù)萬(wàn)有引力定律來(lái)求出這個(gè)行星的質(zhì)量呢？首先呢，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它受到的向心力就是行星對(duì)它的萬(wàn)有引力。根據(jù)向心力公式和萬(wàn)有引力定律公式，大家試著推導(dǎo)一下行星質(zhì)量的表達(dá)式。結(jié)論：行星質(zhì)量M＝4π2r3／GT2（G是引力常量）那要是想求這個(gè)行星的密度呢？如果我們還知道這個(gè)行星的半徑是R，那密度ρ該怎么求呀？大家可以試著推導(dǎo)一下哦。活動(dòng)2：現(xiàn)在老師給大家一組數(shù)據(jù)，某衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r＝6800千米，周期T＝98分鐘，引力常量G＝6.67×10?11N·m2/kg2，地球半徑R＝6400千米。同學(xué)們?cè)囍?jì)算一下地球的質(zhì)量和密度吧。【學(xué)習(xí)任務(wù)三】第一宇宙速度思考：?jiǎn)栴}一：什么是第一宇宙速度呢？如果一個(gè)物體要在地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它的速度得是多少呢？我們可以根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力來(lái)推導(dǎo)第一宇宙速度的表達(dá)式哦。推導(dǎo)過(guò)程：設(shè)地球質(zhì)量為M，物體質(zhì)量為m，地球半徑為R，物體在地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度為v?。根據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力公式可得：GMm／R2＝mv?2／R，由此可推出第一宇宙速度v?＝√（GM／R)，代入數(shù)據(jù)（地球質(zhì)量M和半徑R的值已知）可得v?＝7.9km/s。問(wèn)題二：那這個(gè)第一宇宙速度有什么特殊的意義呢？如果速度比這個(gè)大或者小會(huì)發(fā)生什么呢？我們?cè)賮?lái)了解一下第二宇宙速度和第三宇宙速度。大家猜猜看，這兩個(gè)速度又有著什么樣的特殊意義呢？總結(jié)提升：今天的課上，我們學(xué)習(xí)了萬(wàn)有引力理論在天文學(xué)中的成就，包括計(jì)算天體質(zhì)量和密度，還有第一宇宙速度等重要概念。大家都有哪些收獲呀？有沒(méi)有覺(jué)得萬(wàn)有引力定律很神奇呢？課堂習(xí)題：練習(xí)1：已知某星球的半徑為R，星球表面的重力加速度為g，引力常量為G，那么這個(gè)星球的質(zhì)量是多少呢？（表達(dá)式即可）＿_(dá)__________練習(xí)2：一顆人造地球衛(wèi)星在離地面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，求衛(wèi)星的運(yùn)行速度。（表達(dá)式即可）＿_(dá)__________練習(xí)3：第一宇宙速度的大小是7.9km/s，如果一個(gè)衛(wèi)星的發(fā)射速度是8.5km/s，那么這個(gè)衛(wèi)星會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢？（簡(jiǎn)單描述即可）＿_(dá)__________課后作業(yè)：1、完成教材上關(guān)于本節(jié)內(nèi)容的課后練習(xí)題。2、思考一下，如果要去探索火星，我們可以利用今天學(xué)到的知識(shí)做哪些準(zhǔn)備呢？寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的小報(bào)告。答案：