万有引力定律及其应用教案.doc

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1、万有引力定律及其应用（高三第一轮复习）连州二中覃华立2013-6-22知识目标：1、深入理解开普勒三定律和万有引力定律内容2、掌握用万有引力定律和圆周运动知识解决天体运动问题3、理解宇宙速度的确切含义，能应用万有引力定律分析卫星运行问题教学重点：万有引力定律的应用教学难点：宇宙速度、人造卫星的运动二、过程与方法1、用学生以有的航天知识（如神舟系列飞船）为背景展开，教会学生通过构建天体运行基本模型来寻找解决问题的方法，让学生感到天体问题不再难解、不再遥远。2、通过神十行航天员王亚平的太空授课的内容（失重环境下物体运动特性

2、、液体表面张力特性等物理现象），让学生更直观得到科普教育。三、情感、态度与价值观：1、了解万有引力定律在探索宇宙奥秘中的重要作用，感受科学定律的巨大魅力。1、体会科学探索中，理论和实践的关系。体验自然科学中的人文精神。四、教学方法：多媒体课件、视频、讲练结合五、教学过程1.开普勒运动定律(1)开普勒第一定律：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．(2)开普勒第二定律：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等．(3)开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周

3、期的二次方的比值都相等．2、万有引力定律(1)内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比．(2)公式：F＝G,其中，称为为有引力恒量。(3)适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r应为两物体重心间的距离．对于均匀的球体,r是两球心间的距离．3、应用万有引力定律解题的基本思路：（1）是解决天体运动问题中，我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体作

4、圆周运动的向心力.即＝；（2）是地球对物体的万有引力近似等于物体的重力，即G＝mg从而得出GM＝Rg。（其中R为地球半径g为地表重力加速度）    例1：已知某一行星到太阳的距离为r，公转周期为T，太阳质量为多少？分析：设太阳质量为M，行星质量为m，由万有引力提供行星公转的向心力得：，    ∴提出问题引导学生思考：如何计算地球的质量？学生讨论后自己解决分析：应选定一颗绕地球转动的卫星，测定卫星的轨道半径和周期，利用上式求出地球质量。因此上式是用测定环绕天体的轨道半径和周期方法测被环绕天体的质量，不能测环绕天体自身质量

5、.否 例2、火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为(B)A.0.2g         B.0.4g         C.2.5g         D.5g解析：考查万有引力定律.星球表面重力等于万有引力，即G＝mg，故火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值＝0.4，故B正确.4、卫星的向心加速度、绕行速度、角速度、周期与半径R的关系a．由G＝ma得a＝GM/r2知：r越大，a越小．b．由G＝m得v＝知：r越大，v越小．c．由G＝mω2r得ω＝知：r越大，ω越小．

6、d．由G＝mr得T＝知：r越大，T越大．总结：r越大，T越大其余的相反点评：需要说明的是，万有引力定律中两个物体的距离，对于相距很远因而可以看作质点的物体就是指两质点的距离；对于未特别说明的天体，都可认为是均匀球体，则指的是两个球心的距离。人造卫星及天体的运动都近似为匀速圆周运动。例3、（2012年广东高考）如图6所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的()A.动能大B.向心加速度大C.运行周期长D.角速度小[答案]　CD例4、(2012·浙江

7、高考)如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　　)A．太阳对各小行星的引力相同B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值[答案]　C5、宇宙速度与卫星变轨（1）．第一宇宙速度：大小为7.9_km/s，是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度(近地卫星的速度)，由v＝可知它是卫星环绕地球运行的最大速度，

8、也是人造地球卫星的最小发射速度．（2）、第二宇宙速度又称为脱离速度：大小为11.2km/s，是物体挣脱地球束缚、成为一颗太阳的人造小行星时，在地面上的最小发射速度．（3）、第三宇宙速度又称为逃逸速度：大小为16.7km/s，是物体挣脱太阳的束缚，成为一颗绕银河系中心运行的小恒星时，在地面上的最小发射速度．例5、(2012年深圳高级