人教版高中物理 必修二 6.4 万有引力理论的成就 （教师版+学生版）1

学科教师辅导讲义 学生姓名 年 级 高一 学 科 物理 上课时间 教师姓名 课 题 万有引力理论的成就 教学目标 1、 使学生了解万有引力定律，能够使用万有引力定定律计算天体质量，天体的密度，以及重力系数等； 2、使学生了解环绕天体的运动规律和三大宇宙速度，能通过天体的速度判断环绕天体的运动情况； 教学过程 1．（多选）如图所示，对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是（ ） A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变化的 B．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的 C．一个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内 D．一个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内 2．关于天体的运动，以下说法正确的是（ ） A.天体的运动毫无规律，无法研究 B.天体的运动是最完美的、和谐的匀速圆周运动 C.太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动 D.太阳系中所有行星都围绕太阳运动 3．地球中心和月球中心距离为地球半径的60倍，一登月密封舱在离月球表面112 km的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期为T1=120.5 min，月球半径1740 km，则地球受月球的吸引力是多少?（地面上的重力加速度为g=10 m/s2，R地=6400 km）（其中T2为月球公转周期，约为30天） [来源:学科网ZXXK] 4.如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0，已知重力加速度为g．求： （1）小球从管口飞出时的速率VP； （2）小球落地点到P点的水平距离X． 5．如图所示，定滑轮的半径r＝2 cm．绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物，由静止开始释放，测得重物以加速度a＝2 m/s2向下做匀加速运动．在重物由静止下落1 m的瞬间，滑轮边缘上P点的角速度ω＝________rad/s，向心加速度an＝________m/s2． 【诊断1】某人造卫星沿圆轨道运行，轨道半径是R，周期为T，（万有引力常量G为已知）估算地球质量为 ． 【诊断2】北京时间2005年11月9日11时33分，欧洲宇航局的“金星快车”探测器发射升空，主要任务是探测金星的神秘气候，这是近十年来人类探测器首次探访金星．假设探测器绕金星做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T；又已知金星的半径为R，体积为，万有引力常量为G，求：金星的密度ρ等于多少？ 【诊断3】“神六升空，双雄巡天”，真正实现了中国人参与外层空间科学实验的梦想．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g． （1）飞船入轨后沿椭圆轨道运动，其远地点离地面高度为地球半径的，则该处的重力加速度是多大？ （2）假设“神舟六号”飞船绕地球飞行过程中沿圆轨道运行，周期为T，则飞船离地面的高度是多少？ [来源:学+科+网] 【诊断4】若探月飞船绕月运行的圆形轨道半径增大，则飞船的（ ） A．线速度大小不变 B．线速度增大 C．周期不变 D．周期增大 【诊断5】关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ） A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B．它是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度 C．它是使卫星进入近地圆轨道的最大发射速度 D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度 精讲1 计算中心天体的质量 学习目标：掌握天体质量的计算 目标分解： 1.了解万有引力定律 2.掌握计算天体质量的方法 教学过程 运用万有引力定律，不仅可以计算太阳的质量，还可以计算其他天体的质量．下面以地球质量的计算为例，介绍几种计算天体质量的方法． 1．利用天体表面重力等于万有引力 如：若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g，根据物体的重力近似等于地球对物体的引力，得mg＝G 解得地球质量为M地＝ 2．利用天体绕另一天体的运动看作匀速圆周运动，其万有引力提供转动的向心力 如以下几种情况 (1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，半径为r，根据万有引力等于向心力，即＝m月 r()2，可求得地球质量M地＝. (2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，得G＝m月.解得地球的质量为M地＝rv2/G. (3)若已知月球运行的线速度v和运行周期T，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，得G＝① 由v＝，得r＝② 由①②得M＝ 以上计算地球质量的方法，适用于其他任何天体，上述方法只能求出中心天体的质量．在选公式计算的时候，要注意区分中心天体的半径R和环绕半径r. 精讲2 计算中心天体的密度 学习目标：掌握天体密度的