高中物理必修2《万有引力定律理论的成就》导学案

高中物理必修2《万有引力定律理论的成就》导学案【学习目标】1．会用万有引力定律求中心天体的质量．2．掌握解决天体运动问题的两条思路．3．了解万有引力定律在天文学上的重要应用．【学习重点】用万有引力定律求中心天体的质量【学习难点】解决天体运动问题的两条思路。【学习过程】一、 【问题导学】1、阿基米德研究杠杆原理后，说过一句名言“给我一个支点，我可以撬动地球。”能实现吗？ 2、卡文迪许被称为“第一个称量地球质量的人”？ 3、解决天体运动问题的两条思路是什么？ 二、【自主学习】1.称量地球的质量（1）思路：地球表面的物体，若不考虑地球的自转，物体的重力等于         。（2）关系式：mg＝                 （3）结论：M＝            只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量.  2.太阳质量的计算（1）思路：质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，                    充当万有引力。 （2）关系式：             ＝                                            （3）结论：M＝            只要知道行星绕太阳运动的周期T和半径r就可计算出太阳质量.3.其它行星质量的计算利用绕行星运转的卫星：若已知卫星绕行星运动的周期T和卫星与行星之间的距离r，可计算行星的质量M.公式是M＝_________4.发现未知天体18世纪，人们观测到太阳系第七个行星——天王星的轨道和用                                            计算出来的轨道有一些偏差．推测天王星外应该有其它行星          ，被称为“笔尖下发现的行星” 。近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了                 .三、【合作探究】1、实验室中“称量”地球质量不考虑地球自转的影响，地面上物体受到的地球引力有哪两种表达形式？ 练习:地球表面g=9.8m/s2，地球半径R=6400km，引力常量G=6.67×10-11N.m2/kg2  请你根据这些数据计算地球的质量（保留一位小数）总结称量其它行星质量的方法和原理？ 2、计算中心天体的质量的方法环绕天体运动里，以地球绕太阳运动为例，应用万有引力定律求解太阳质量的基本思路是什么？练习：把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011 m，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，试估算出太阳的质量（保留一位小数）  请你应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力，写出求中心天体质量的所有可能表达式。 小结：用万有引力定律计算天体质量的两种基本思路   3、发现未知天体阅读教材42—43页，回答下列问题？应用万有引力定律除可估算天体质量外，还可以在天文学上有何应用？应用万有引力定律发现了哪些行星？人们是怎么应用万有引力定律发现未知天体的？  四、【达标检测】【练习1】已知下列哪些数据，可以计算出地球质量：（      ）A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径C．人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度【练习2】 一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员进行预定的考察工作，宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度？说明理由及推导过程。   【练习3】为了研究太阳演化进程，需知道太阳的质量M.已知地球的半径 R，地球的质量 m，日地中心的距离 r，地球表面的重力加速度 g，地球公转周期为T，试估算目前太阳的质量M.（引力常数未知)