高一物理万有引力理论的成就.pptVIP

教学目标 1．知识与技能： (1)了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系，计算地球质量； (2)行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力，会用万有引力定律计算天体的质量； (3)了解万有引力定律在天文学上有重要应用。 2．过程与方法： (1)培养学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法； (2)培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法； (3)培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。 3．情感态度与价值观： (1)培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质； (2)体会物理学规律的简洁性和普适性，领略物理学的优美。 1．教学重点及其教学策略： 重点：地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算 教学策略：通过数据分析、类比思维、归纳总结建立模型来加深理解。 2．教学难点及其教学策略： 难点：根据已有条件求中心天体的质量 教学策略：通过类比思维、归纳总结建立模型来加深理解。 教学方法 探究、讲授、讨论、练习 教具准备 录像资料、多媒体课件 三、万有引力定律在天文学中有哪些应用 卫星 强化训练： 2.一宇航员为了估测一星球的质量，他在该星球的表面做自由落体实验：让小球在离地面h高处自由下落，他测出经时间t小球落地，又已知该星球的半径为R，试估算该星球的质量。 3.中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为T= s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常量 ) * O ? O1 F万 G F向 一、万有引力与重力之间的关系 ①重力随纬度的增大而增大。 1.在地球表面,重力只是万有引力的一个分力. ②重力随高度的增大而减小。 ∵F向很小 ∴ 2.在地球高空,重力就是万有引力. (因物体不再受地球自转影响！) 3.所以综上，重力就是万有引力. 重力等于其所受的万有引力 M为中心天体质量 g为中心天体表面的重力加速度 R为中心天体的半径 F万=mg GM=gR2 (黄金代换) 理解 二、解决天体问题的三个思路 （1）万有引力提供向心力 （2）重力等于其所受的万有引力 F万=F向心 F万=mg （3）重力等于其所需的向心力 mg= F向心 例1、设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为多少？ 例2、某个行星质量是地球质量的一半，半径也是地球的一半，那么一个物体在此行星上的重力加速度是地球上的重力加速度的多少倍？ 例3、某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球的一半，某人在地球上能举起100kg的重物，若在该行星上最多能举起质量为多少千克的物体？（地球表面的重力加速度g取9.8m/s2) 1、天体质量的计算 2、发现未知天体 M m r ω F万=F向心 = 1、天体质量的计算 （ 1）. 行星绕恒星的运动和卫星绕行星的运动均可近似看成是匀速圆周运动，其所需的向心力就是恒星与行星、行星与卫星的万有引力提供的 （r为轨道半径） 例、把地球绕太阳公转看做是匀速圆周运动,轨道平均半径约为1.5×108km，已知引力常量G=6.67×10-11N· m2/kg2，则可估算出太阳的质量大约是多少kg?（结果取一位有效数字） 由 F万=F向心 = （r为轨道半径，R为中心天体的半径） （r=R） （卫星在天体表面做圆周运动） = 根据围绕中心天体运行的运动天体的运动情况，求出运动天体所需的向心力． 基本思路： 2. 根据万有引力定律求出万有引力 3. 利用万有引力提供向心力列出方程，计算 出中心天体的质量 注：在此求不出运动天体本身的质量 若用计算太阳质量的方法，则如何测地球的质量及密度？ 利用月球绕地球 若用计算月球质量的方法，则如何测月球的质量及密度？ （2）行星表面的重力加速度 利用黄金代换 mg=GMm/R2 M=gR2/G 强化训练： 1：利用下列哪组数据可以举算出地球的质量（ ） A:已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g B:已知卫星围绕地球运动的轨道半径r和周期T C:已知卫星围绕地球运动的轨道半径r和线速度V D:已知卫星围绕地球运动的线速度V和周期T ABCD 2hR2/Gt2