2010年高中物理优秀教案之《万有引力理论的成就》
文档属性
| 名称 | 2010年高中物理优秀教案之《万有引力理论的成就》 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 22.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2010-08-21 19:16:00 | ||
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文档简介
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高一年级物理学科“问题导学案”
课题： 万有引力理论的成就
［学习导航］：学习目标：
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、卫星绕地球运动的共同点：万有引力提供向心力，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。
复习：万有引力定律的表达式？G =？ r表示什么？
卡文迪许用扭秤测量了铅球间的作用力大小，得到了引力常量G的具体数值，进而计算了地球的质量。从而使得万有引力定律进入定量计算领域，有了更实用的意义。
［问题探究］：预习过程中，思考以下问题：
1、地面上物体的重力来源于地球施加的万有引力，但不等同于万有引力，这是因为 。
专心听讲的你处于什么状态？受到了哪些力的作用？（无说明，以地面做为参考系）
若以地轴为参考系，情况又该如何呢？（地球在自转，此时分析万有引力，而不分析重力，请画一个理想化的地球）
万有引力与重力的关系如何？
若你在地轴上，万有引力与重力的关系如何？
若你不在地轴上，但地球自转可略，万有引力与重力的关系如何？
实际中，只要物体在地面附近，均可认为万有引力等于重力。
2、设地面附近g=9.8m/s2，地球半径为R=6.4×106m，G=6.67×10-11N m2/Kg2。试估算地球的质量。(请保留一位有效数字)
你能估算出地球的密度吗？（写出表达式即可）
3、天体实际上做什么运动？为了简化问题，我们认为天体怎样运动？谁提供向心力？（对于天体，我们只分析万有引力，而不分析重力）
描述匀速圆周运动的物理量有哪些？求an的表达式有哪些？
4、m绕M匀速圆周运动，设两个天体间的距离r、绕行的周期为T、线速度为v，角速度是ω，试着写出以上物理量间的关系。
由此可估算出中心天体的质量还是环绕天体的质量？应用此方法能否求出环绕天体的质量？
知地球绕太阳公转的轨迹的平均半径为1.5×1011m，G=6.67×10-11N m2/Kg2。试估算太阳的质量。(请保留一位有效数字，注意隐含条件。)
5、如何由以上规律估算地球的质量？如何测月球的质量？
m绕M匀速圆周运动，知质量m、M，公转周期T，两个天体间的距离r，M的半径R。试求：中心天体的密度。
给你一艘宇宙飞船和一只秒表，你能否测出月球的密度？
6、应用万有引力定律除了可以估算出天体质量、密度外，还能干啥？
发现未知天体。 和 确立了万有引力定律的地位。(阅读课文，回答下列问题)
（1）用万有引力定律发现了哪些天体？
（2）人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的？（ 请用8个字概括！）
7、知识自主建网：概括总结本节的内容，把自己预习这节课的体会写下来。（请运用简洁的语言或者图表，点明重点、难点及获得了的能力）
你还能提出哪些有意思的问题呢？请将这些问题交给课代表！
［范例精析］
例1：已知地球半径R约为6.4×106m，地球质量M约为6×1024kg，引力常量G为6.67×10-11Nm2/kg2，近地人造地球卫星的周期T近约为85min，估算月球到地心的距离。
例2：两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。
拓展：对于这种问题，不仅要明确万有引力提供向心力，还要注意到天体运动的特点和空间位置分布，特别要注意，万有引力中的距离L和两星做圆周运动的半径L1、L2之间的区别。另外要明确两星运动之间的联系，即向心力大小、周期相同。
［因人训练］
1、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要（ ）
A．测定飞船的运动周期 B．测定飞船的环绕半径
C．测定行星的体积 D．测定飞船的运动速度
2、若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力常量为G，则由此可求出（ ）
A．行星的质量 B．太阳的质量 C．行星的密度 D．太阳的密度
3、地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，用上述物理量估算出来的地球平均密度是（ ）
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D．
［知能提升］
1、若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M日/M地为（ ）
A． B． C． D．
2、人造地球卫星A和B,它们的质量之比为mA：mB=1：2,它们的轨道半径之比为2:1,则下面的结论中正确的是（ ）.
A. 它们受到地球的引力之比为FA：FB=1：1
B. 它们的运行速度大小之比为vA：vB=1：
C. 它们的运行周期之比为TA：TB=2：1
D. 它们的运行角速度之比为ωA：ωB=3：1
3、为了计算地球的质量必须知道一些数据，下列各组数据加上已知的万有引力常量为G，可以计算地球质量的是（ ）
A．地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离R
B．月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离R
C．人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期T
D．地球自转周期T和地球的平均密度ρ
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高一年级物理学科“问题导学案”
课题： 万有引力理论的成就
［学习导航］：学习目标：
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、卫星绕地球运动的共同点：万有引力提供向心力，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。
复习：万有引力定律的表达式？G =？ r表示什么？
卡文迪许用扭秤测量了铅球间的作用力大小，得到了引力常量G的具体数值，进而计算了地球的质量。从而使得万有引力定律进入定量计算领域，有了更实用的意义。
［问题探究］：预习过程中，思考以下问题：
1、地面上物体的重力来源于地球施加的万有引力，但不等同于万有引力，这是因为 。
专心听讲的你处于什么状态？受到了哪些力的作用？（无说明，以地面做为参考系）
若以地轴为参考系，情况又该如何呢？（地球在自转，此时分析万有引力，而不分析重力，请画一个理想化的地球）
万有引力与重力的关系如何？
若你在地轴上，万有引力与重力的关系如何？
若你不在地轴上，但地球自转可略，万有引力与重力的关系如何？
实际中，只要物体在地面附近，均可认为万有引力等于重力。
2、设地面附近g=9.8m/s2，地球半径为R=6.4×106m，G=6.67×10-11N m2/Kg2。试估算地球的质量。(请保留一位有效数字)
你能估算出地球的密度吗？（写出表达式即可）
3、天体实际上做什么运动？为了简化问题，我们认为天体怎样运动？谁提供向心力？（对于天体，我们只分析万有引力，而不分析重力）
描述匀速圆周运动的物理量有哪些？求an的表达式有哪些？
4、m绕M匀速圆周运动，设两个天体间的距离r、绕行的周期为T、线速度为v，角速度是ω，试着写出以上物理量间的关系。
由此可估算出中心天体的质量还是环绕天体的质量？应用此方法能否求出环绕天体的质量？
知地球绕太阳公转的轨迹的平均半径为1.5×1011m，G=6.67×10-11N m2/Kg2。试估算太阳的质量。(请保留一位有效数字，注意隐含条件。)
5、如何由以上规律估算地球的质量？如何测月球的质量？
m绕M匀速圆周运动，知质量m、M，公转周期T，两个天体间的距离r，M的半径R。试求：中心天体的密度。
给你一艘宇宙飞船和一只秒表，你能否测出月球的密度？
6、应用万有引力定律除了可以估算出天体质量、密度外，还能干啥？
发现未知天体。 和 确立了万有引力定律的地位。(阅读课文，回答下列问题)
（1）用万有引力定律发现了哪些天体？
（2）人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的？（ 请用8个字概括！）
7、知识自主建网：概括总结本节的内容，把自己预习这节课的体会写下来。（请运用简洁的语言或者图表，点明重点、难点及获得了的能力）
你还能提出哪些有意思的问题呢？请将这些问题交给课代表！
［范例精析］
例1：已知地球半径R约为6.4×106m，地球质量M约为6×1024kg，引力常量G为6.67×10-11Nm2/kg2，近地人造地球卫星的周期T近约为85min，估算月球到地心的距离。
例2：两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。
拓展：对于这种问题，不仅要明确万有引力提供向心力，还要注意到天体运动的特点和空间位置分布，特别要注意，万有引力中的距离L和两星做圆周运动的半径L1、L2之间的区别。另外要明确两星运动之间的联系，即向心力大小、周期相同。
［因人训练］
1、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要（ ）
A．测定飞船的运动周期 B．测定飞船的环绕半径
C．测定行星的体积 D．测定飞船的运动速度
2、若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力常量为G，则由此可求出（ ）
A．行星的质量 B．太阳的质量 C．行星的密度 D．太阳的密度
3、地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，用上述物理量估算出来的地球平均密度是（ ）
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D．
［知能提升］
1、若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M日/M地为（ ）
A． B． C． D．
2、人造地球卫星A和B,它们的质量之比为mA：mB=1：2,它们的轨道半径之比为2:1,则下面的结论中正确的是（ ）.
A. 它们受到地球的引力之比为FA：FB=1：1
B. 它们的运行速度大小之比为vA：vB=1：
C. 它们的运行周期之比为TA：TB=2：1
D. 它们的运行角速度之比为ωA：ωB=3：1
3、为了计算地球的质量必须知道一些数据，下列各组数据加上已知的万有引力常量为G，可以计算地球质量的是（ ）
A．地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离R
B．月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离R
C．人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期T
D．地球自转周期T和地球的平均密度ρ
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