1、建邺高中高一物理备课组学案- 1 -6.4 万有引力理论的成就一、预习指导：1、了解万有引力定律在天文学上的重要作用2、会用万有引力定律计算天体质量，了解“称量地球质量” “计算太阳质量”的基本思路3、认识万有引力定律的科学成就，体会科学思想方法4、阅读课本 P38P40二、问题思考：1、行星做圆周运动的向心力的来源是什么？是否需要考虑九大行星之间的万有引力？2、卡文迪许说他能称量地球的质量他是怎么做到的？三、新课教学：【例 1】已知下列哪组数据，能够估算出地球质量 ( )A地球绕太阳运行的周期 T 地及地、日中心间的距离 r 日地B月球绕地球运行的周期 T 月 及月、地中心间的距离 r 月地
2、C人造地球卫星在地面附近绕行时的速度 v 和运行周期 T 卫D若不考虑地球的自转，已知地球的半径 R 及地球表面的重力加速度 g【例 2】我国在酒泉卫星发射中心成功发射“神舟”五号载人试验飞船飞船在距地面 300 km 处绕地球 14 圈后，地面控制中心发出返回指令，在内蒙古中部地区平安降落( 已知地球的半径为 64 103km，地球表面的重力加速度为 g=10ms 2)，求：(1)飞船的运行周期；(2)飞船的运行速度；(3)飞船在该高度处的重力加速度【例 3】1976 年 10 月，剑桥大学研究生贝尔偶尔发现一个奇怪的射电源，它每隔1337 s 发出一个脉冲讯号，贝尔和他的导师曾认为他们和外
3、星文明接上了头，后来大家认识到，事情没有那么浪漫，这类天体被定名为“脉冲星” “脉冲星”的特点是脉冲周期短，且周期高度稳定，它意味着“脉冲星”一定进行准确的周期运动，自转就是一种很准确的周期运动(1)已知蟹状星云的中心星 PS0531 是一颗脉冲星，其周期为 O331 s，PS0531 的脉冲现象来自自转，设阻止该星离心瓦解的力是万有引力，试估计 PS0531 的最小密度；(2)如果 PS0531 的质量等于太阳质量，该星的可能半径最大是多少?(太阳质量是M=1030kg)【例】科学探测表明，月球上存在丰富的氧、硅、铝、铁等资源，设想人类开发月球，不断地把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时
4、间开采后，地球仍可看成均匀球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比 ( )A地球与月球间的万有引力将变小B月球绕地球运动的周期将变长C月球绕地球运动的线速度将增大D月球绕地球运动的线速度将减小四、课后练习：建邺高中高一物理备课组学案- 2 -(多选) 一艘宇宙飞船沿着围绕未知天体表面的圆形轨道飞行，航天员只用一只表能测出的物理量有 ( )A飞船的线速度 B飞船的角速度C未知天体的质量 D未知天体的密度(多选) 一行星质量为 M，半径是 R，表面的重力加速度是 g卫星绕它做匀速圆周运动的速率是 v，若万有引力恒量为 G，则 ( )A BRGC Dgvgv(多选) 组成星球的物质是靠引力
5、吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此能得到半径为 R、密度为 、质量为 M 且均匀分布的星球的最小自转周期 T，下列表达式中正确的是 ( )A B C DGT32GRT32GT/34(单选) 一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度是 v1，周期是 T1，假设在某时刻它向后喷气做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动的线速度是v2，周期是 T2，则 ( )Av 1v2，T 1T2 Bv 1v2，T 1T2 Dv 1v2，T 1T25已知宇宙飞船在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的公转周期是 6 小时，
6、某一时刻飞船恰好飞过赤道上某一建筑物的上方，该飞船的运行方向跟地球自转相同，问经过多少小时后飞船将再次经过该建筑物的正上方?6已知月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 16，月球半径为 1740 km，试计算月球的质量7如图所示，一颗轨道位于赤道所在平面，运行方向与地球自转方向相同的人造卫星，其圆形轨道半径为地球半径 R 的两倍，设地球自转的角速度为 0 若某时刻卫星通过地面上 A 点的正上方，求从这时刻起到它下一次到达 A 点正上方所需要的时间 (已知地球表面的重力加速度为 g)82007 年 10 月，我国“嫦娥一号”探月卫星成功发射 “嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星设卫星距月球表面的高度为 h，做匀速圆周运动的周期为 t 已知月球半径建邺高中高一物理备课组学案- 3 -为 R，引力常量为 G求：(1)月球的质量 M；(2)月球表面的重力加速度 g；(3)月球的密度
