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《2015-2016学年粤教版必修2万有引力定律的应用学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、3.2万有引力定律的应用学案课前口主预习1.万有引力定律的表达式，其适用条件2.引力常量：表达式中的G为引力常量，其大小在数值上等于质量各为lkg的物体相距Ini时的万有引力。G=是卡文迪许首先利用扭秤实验装置测出的。3.分析天体运动的基本思路:把天休的运动看做是，所需的向心力由提供，即G蝉二二厂4.万有引力定律具有普遍性、、、5・（单选）对于万有引力定律的表达式尸=凹伴，下列说法中止确的是（rA.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B.当r趋于零时，万有引力趋于无限大C.g、n）2相等时，两物体受到的引力大小才相等D.两物体受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平
2、衡力课前口主预习答案：1.F=G爷,两个质点间2.6.67xlO_11A^m2/kg23.匀速圆周运动，万有引力，m—f^a）ry加企厂rT~4.相互性，宏观性,特殊性5.A课堂互动探究知识点1：天体质量和密度的计算新矢口探究卡文迪许把他自己的实验说成是“称地球的质量”，他是根据“称”地球的质量的。天体质量不可能直接称量，但可以间接测量.天体卫星做CM24兀2圆周运动所需的向心力由万有引力提供，即nrj;=nr—rr,因此可得M测岀天体卫星的环绕周期和环绕半径即可计算天体质量.图3-2-1答案：万有引力定律，养孑重点归纳1.基本方法：把天体（或人造卫星）的运动看成匀速圆周运动，其所需向
3、心力曲万有引力提供.2.解决天体圆周运动问题的两条思路⑴在地面附近万有引力近似等于物体的重力，F弓、=叱,即陀=］昭,整理得GM=git.（2）天体运动都可以近似地看成匀速岡周运动，其向心力由万有引力提供,即F弓=F一般有以下几种表达形式：22一Mmv_Mm少_Mm4n「(DC2=m~2=川ej(§)(/2=ffi""rrrrrr1.天体质量和密度的计算（1）“g、r计算法：利用天体表而的物体所受重力约等于万冇引力.得:G'（2）“T、严计算法：利用绕天体运动的卫星所需向心力由万有引力提供，4兀2戸3兀r再结合匀速圆周运动知识.得：皿=飞可；。=歸（斤表示天体半径）・【例1】为了研究
4、太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R=6.4X10"m,地球质量m=6X1021kg,日地中心的距离z—1.5X10"m,地球表面的重力加速度^=10m/s2'1年约为3.2X10*,试估算目前太阳的质量必（保留一位有效数字，引力常数未知）解：设T为地球绕太阳运动的周期，则由万有引力定律和动力学知识得（^=inQn/T丿‘迢）对地球表面物体方，有加£=泮宁②4Ji2/nr①②两式联立，得旳=帀产，代入数据得妇2X10'°kg.触类旁通1.已知太阳光射到地而约需时间497S,试估算太阳的质量。解析：应用万有引力定律可以“称重”天体的质量，本题要求我们“称量”太阳的质量，注
5、意由光的传播速度得岀FI地间距。地球绕太阳运行的轨道半径就是太阳和地球Z间的距离，这个距离是r=C7=3xl08x497=1.5xl0"m地球绕太阳运行的周期为1年,即T=365x24x3600S=3.2x107S小Mm4龙2G一=m—r设太阳和地球的质量分别为M和m,由于厂厂Ajr2”故M=—-一=2xlO3（）kgT2G点评：求解天体质量的两个主要数据，一是绕天体运行的行星或卫星的轨道半径（r）,二是运行周期（T）。注意本题屮运行周期为隐含条件（地球公转周期为1年）。【例2】假设在半径为斤的某天体上发射一颗该天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为几己知引力常数为G则
6、该天体的密度为多少？若这颗卫星距该天体表面的高度为力，测得在该处做匀速圆周运动的周期为T29则该天体的密度又可表示为什么？M4n2R+h33nR+h3触类旁通1.“神舟六号”飞船在预定圆轨道上飞行，毎绕地球一圈需要时间为90min,每圈飞行路程为厶=4.2X10”km.试根据以上数据估算地球的质量和密度.（地球半径斤约为6.37X10’km,引力常量G取6.67X10'nN•m2/kg2,结果保留两位有效数字）解：由Z=2nr得于=$-=6.69X10’km,Mm4n2小4nZ3°小,由号=/zr产r,M=-―2-2X10~kg=5.6X10kg/m3.知识点2：人造地球卫星和宇宙速度
7、新知探究美国有部电影叫《光速侠》，是说一个叫DanielLight的家伙在一次事故后，发现自己拥有了能以光速奔跑的能力.根据所学物理知识分析，如果光速侠要以光速从纽约跑到洛杉矶救人，能实现吗？答案：不可能实现.因为当人或物体以大于第一宇宙速度的速度在地表运动时，会脱离地表，到达外太空，即在地表运动的速度不能超过7・9km/s・重点归纳1.人造地球卫星的轨道卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力，地球对•卫星的万有引力指向地心
