高中物理人教版 (新课标)必修23.万有引力定律学案设计

四、万有引力定律在天文学上的应用

教学目标

知识目标

1、了解万有引力定律在天文学上有重要应用；

2、会用万有引力定律计算天体的质量。

能力目标

通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力。

德育目标

利用万有引力定律可以发现求知天体，学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。

教学重点

1、人造卫星、月球绕地球的运动；行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的

2、会用已知条件求中心天体的质量。

教学难点

根据已有条件求中心天体的质量

教学方法

1、求中心天体的公式，采用推理法；

2、用已知条件求中心天体的质量，采用讲练法。

教学用具有关练习题的投影片、投影仪

课时安排1课时

导入新课

1、卡文迪许实验测万有引力常量的原理是什么？

2、万有引力常量的测出的物理意义。

新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标：

1、了解万有引力定律在天文学上有重要应用（利用万有引力等于向心力求出中心天体的质量）；

2、会用万有引力定律计算天体的质量。

（二）学习目标完成过程：

学生阅读有关内容

提问：行星绕太阳运动的向心力是什么？

回答：太阳对行星的万有引力提出供向心力。

老师：如果我们知道某个行星与太阳之间的距离是r，T是行星公转的周期，列一下方程，能否求出太阳的质量M呢？

1、设行星的质量为m。根据万有引力提供行星绕太阳运动的向心力，有：F向=F万有引力=G=mω2r

即G  

对于一个天体，M是一个定值，所以，绕太阳做圆周运动的行星都有。即开普勒第三定律。

老师总结：应用万有引力定律计算天体质量的基本思路是：根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心力，南昌。根据这个关系列方程即可。

例如：已知月球到地球的球心距离为m，月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量。

解：月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力  即有：

得：   

（2）求某星体表面的重力加速度。

例：一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的

A、6倍  B、18倍    C、4倍   D、13.5倍

分析：在星体表面处，，所以，在地球表面处：

巩固训练1。将一物体挂在一弹簧秤上，在地球表面某处伸长30mm，而在月球表面某处伸长5mm。如果在地球表面该处的重力加速度为9.84，那么月球表面测量处相应的重力加速度为：

A、1.64  B、328 C、4.92D、6.56

2。地球是一个不规则的椭圆球，它的极半径为6357km，物体在两极所受的引力与赤道所受的引力之比为            。

参考答案：1。A    2。1.0066

小　　结（用投影片出示）

1。万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：

（1）环绕体所需的向心力

（2）地面（或某星球表面）的物体的重力=

2。了解万有引力定律在天文学中具有的重要意义。

作业

（一）课本P110  1、3、7

（二）思考题：已知地球的半径为R，质量为，月球球心到地球球心的距离米，月球绕地球运行周期天，地球对物体的重力加速度，试证明地球对月球的引力和地球对其附近物体的引力是同性质的力，都是万有引力。