1、第 1 页 共 4 页RMGmwr F向F引第 4 节 万有引力理论的成就知识与技能：(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。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。三维目标情感态度与价值观：(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
2、理学规律的简洁性和普适性，领略物理学的优美。教学重点 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。教学难点 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、多媒体课件课时安排 1 课时教学过程导入新课.万有引力常量的测出的物理意义.答：使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量等.万有引力常量一经测出，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来讨论万有引力定律在天文学上的应用.新课教学一、地球质量1、了解地球表面物体的重
3、力与地球对物体的万有引力的关系。多媒体投影图：物体 m 在纬度为 的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m 随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。给出数据：地球半径 R、纬度 （取 900） 、地球自转周期T，计算两个分力的大小比值，引导学生得出结论：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。因此不考虑（忽略）地球自转的影响， 2RMmGg第 2 页 共 4 页地球质量： GgRM2二、太阳质量应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量多提问：行星做圆周运动的向心力的来源是什么？继续提问：是否需要考虑九大行星之间的万有引力？总结：太阳质量远大于各个行星质量，高中阶段粗略计算，不考虑
4、行星之间的万有引力。设中心天体太阳质量 M，行星质量 m，轨道半径 r也是行星与太阳的距离，行星公转角速度 ，公转周期 T，则 rrmrG222太阳质量 234与行星质量 m 无关。以上是求天体质量的二种方法。例 1、已知月球绕地球公转的轨道半径为 r3.8*10 8m，周期为 T27.3 天，求地球的质量。解： 2rGM24Tkg242138223 10*.5)60*4.7(0*6 从上式中如何推出开普勒第三定律？学生动手练习。三、发现未知天体请学生阅读课本“发现未知天体” 。多媒体投影海王星、冥王星图片。例 2、求地球的密度。 （已知地球半径 R6400km）解一：利用上题中算出的地球质量
5、， 332432 /5160*1.485mkgRGTVM 地 轨球 解二：若已知某卫星贴着地球表同飞行的周期 T，则 地轨 R则 23234GTR第 3 页 共 4 页解三： gRGM2地GgR2地V432 地地球所以，求密度有三种方法，一种是远地卫星法： 342地 轨球 RGTVM一种是近地卫星法23GT一种是重力加速度法 Rg4以上是求天体密度的三种方法。本课小结：主要有两个基本知识：1、地球表面，不考虑（忽略）地球自转的影响，物体的重力近似等于重力 2RMmGg地球质量2、建立模型求中心天体质量围绕天体做圆周运动的向心力为中心天体对围绕天体的万有引力，通过围绕天体的运动半径和周期求中心天
6、体的质量。 rTmrrMG222中心天体质量 234T反馈练习1、 地球的公转周期和公转半径分别为 T 和 R；月球的公转周期和公转半径分别为 t 和 r，则太阳质量与地球质量之比为（ ）A、 B、 C、 D、tRTr32Rtr32rtRtrT2选 C2、 假设火星和地球都是球体，火星质量 M 火 和地球质量 M 地 之比 M 火 M 地 p，火星半径R 火 和地球半径 R 地 之比 R 火 R 地 q，那么火星表面处的重力加速度 g 火 和地球表面处的重力加速度 g 地 之比 g 火 g 地 等于（ ）第 4 页 共 4 页A、 B、 C、 D、2qp2pqqp/pq选 A3、 有 A、B 两颗行星，它们各有一个运行高度不计的卫星 a、b，两卫星环绕的周期分别为Ta、T b，则两行星的平均密度之比 等于（ ）baA、 B、 C、 D、2ba2abTbaTbaT选 B4、 登月火箭关闭发动机后在离月球表面 112km 的空中沿圆形轨道运行，周期是120.5min，月球的半径是 1740km。根据这些数据计算月球的质量。 （G6.67*10 -11）答：代入质量公式，可求出为 7.1*1022kg布置作业书 P40 1、2、3、4课外训练
