万有引力教案.doc

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1、教学课题万有引力教学目标1、了解开普勒三大定律的内容；2、掌握万有引力的内容及表达公式；3、了解引力的测量及意义。教学重点教学难点重点：万有引力定律的内容及表达公式难点：宇宙速度、天体与人造卫星的计算教学过程万有引力一、知识点梳理1、开普勒行星运动定律(1).所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.(2).对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积.(3).所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等.（K只与中心天体质量M有关）当行星轨道视为圆处理时，开普勒第三定律变成（K只与中心天

2、体质量M有关）2、万有引力定律自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体质量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比。表达式：适用于两个质点（两个天体）、一个质点和一个均匀球（卫星和地球）、两个均匀球。(质量均匀分布的球可以看作质量在球心的质点)3、万有引力定律的应用（天体质量M,卫星质量m，天体半径R,轨道半径r，天体表面重力加速度g，卫星运行向心加速度卫星运行周期T)两种基本思路：（1）．万有引力=向心力(一个天体绕另一个天体作圆周运动时，r=R+h)人造地球卫星（只讨论绕地球做匀速圆周运动的人造卫星r=R+h）：，r越大，v

3、越小；，r越大，越小；，r越大，T越大；，r越大，越小。（2）、用万有引力定律求中心星球的质量和密度a.求质量：①天体表面任意放一物体重力近似等于万有引力：②当一个星球绕另一个星球做匀速圆周运动时，设中心星球质量为M，半径为R，环绕星球质量为m，线速度为v，公转周期为T，两星球相距r；由万有引力定律有：，可得出中心天体的质量：b.求密度：在天体表面任意放一物体重力近似等于万有引力（重力是万有引力的一个分力）地面物体的重力加速度：高空物体的重力加速度：(3)、万有引力和重力的关系:一般的星球都在不停地自转，星球表面的物体随星球自转需要向心力，因此

4、星球表面上的物体所受的万有引力有两个作用效果：一个是重力，一个是向心力。星球表面的物体所受的万有引力的一个分力是重力，另一个分力是使该物体随星球自转所需的向心力。4、第一宇宙速度:----在地球表面附近(轨道半径可视为地球半径)绕地球作圆周运动的卫星的线速度,在所有圆周运动的卫星中是最大的运行速度,是最小的发射速度.卫星贴近地球表面飞行地球表面任意放一物体m：=称为第一宇宙速度；称为第二宇宙速度；称为第三宇宙速度。5．近地卫星：近地卫星的轨道半径r可以近似地认为等于地球半径R，又因为地面附近，所以有。它们分别是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的最

5、大线速度和最小周期。6、同步卫星：“同步”的含义就是和地球保持相对静止（又叫静止轨道卫星），所以其周期等于地球自转周期，既T=24h，根据⑴可知其轨道半径是唯一确定的，经过计算可求得同步卫星（三万六千千米），而且该轨道必须在地球赤道的正上方，卫星的通讯卫星（又称同步卫星）相对于地面静止不动，其圆轨道位于赤道上空运转方向必须是由西向东。其周期与地球自转周期相同（一天），其轨道半径是一个定值。离地面的高度为卫星在发射时加速升高和返回减速的过程中，均发生超重现象，进入圆周运动轨道后，发生完全失重现象，因此一切在地面依靠重力才能完成的实验都无法完成。7

6、、经典力学的局限性牛顿运动定律只适用于解决宏观、低速问题，不适用于高速运动问题，不适用于微观世界。二、基础模块例1.下列说法正确的是（）A.行星绕太阳的椭圆轨道可近似地看作圆轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力B.太阳对行星引力大于行星对太阳引力，所以行星绕太阳运转而不是太阳绕行星运转C.万有引力定律适用于天体，不适用于地面上的物体D.太阳与行星间的引力、行星与卫星间的引力、地面上物体所受重力，这些力的性质和规律各有不同例2.关于万有引力和万有引力定律理解正确的有（）A.不可能看作质点的两物体之间不存在相互作用的引力B.可看作质点的两物体间的引

7、力可用F＝计算C.由F＝知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，万有引力非常大D．引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，且等于6.67×10－11N·m²/kg²练习：1.关于万有引力的说法正确的是（）A.万有引力只有在天体与天体之间才能明显地表现出来B.一个苹果由于其质量很小，所以它受到的万有引力几乎可以忽略C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力D.地球表面的大气层是因为万有引力约束而存在于地球表面附近2.一星球密度和地球密度相同，它的表面重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，则该星球质量是地球质量的（忽

8、略地球、星球的自转）（）A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍3.若已知某行星绕太阳公转的半径为，公转周期为，万有引力常量为，则由此可求出（）A.某行星的