天体运动与航天.doc

第六章 万有引力定律 第一节 行星的运动 教学目标 　　通过学习物理学史的知识，使学生了解地心说（托勒密）和日心说（哥白尼）分别以不同的参照物观察天体运动的观点；通过学习开普勒对行星运动的描述，了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律． 重点和难点 重点 人类对行星运动规律的认识 难点 开普勒定律对行星运动规律的描述 例题分析 例1　月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样． 　　 练习题 　1、“地心说”是由_______________提出的；“日心说”是由___________提出的． 　　2、地球绕太阳可看成___________运动，它的周期是___________，它距离太阳的平均距离等于___________． 　　3、月亮绕地球可看成___________运动，它的周期是___________，它距离地球的平均距离等于___________． 4、开普勒第一定律是__________________ _ __，开普勒第二定律是______ ____ _，开普勒第三定律是_________ __． 第二节 万有引力定律 教学目标 　　1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此定律有初步理解；　　2、使学生了解并掌握万有引力定律；　　3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性（它存在宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其它作用力）． 重点和难点 教学难点：万有引力定律的应用 教学重点：万有引力定律 教学过程 （一） 新课教学 1、引言 　　展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人物理学史： 　　讨论 　　(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢？ 　　(2)万有引力定律是如何反映物体间相互作用规律的？ 2、万有引力定律 (1) 万有引力： 　　(2)万有引力定律：宇宙间的一切物体都是 的．两个物体间的引力大小，跟他们之间 成正比，跟它们的 成反比． 　　式中： 为万有引力恒量 ； 为两物体的中心距离．引力是相互的(遵循牛顿第三定律)． （二）应用（例题及课堂练习） 　　学生中存在这样的问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，哪为什么物体没有被吸引到一起？（请学生带着这个疑问解题） 　　例题1、两物体质量都是1kg，两物体相距1m，则两物体间的万有引力是多少？ 　 　　例题2.已知地球质量大约是 ，地球半径为 km，地球表面的重力加速度 ． 　　求： 　　（1）地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力？ 　　（2）地球表面一质量为10kg物体受到的重力？ 　　（3）比较万有引力和重力？ （三）小结： 　　1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)．天体间万有引力很大，为什么？留学生去想（它是支配天体运动的原因）．地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么？它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计． 　　2、应用万有引力定律公式解题， 值选 ，式中所涉其它各量必须取国际单位制． 例题分析（根据学生情况选用） 例1 已知地球表面的重力加速度为 ，地球半径为 ，万有引力恒量为 ，用以上各量表示，地球质量为 是多少？ 　　 　　例2 已知地球表面的重力加速度为 ，地球半径为 ，万有引力恒量为 ，如果不考虑地球自转的影响，用以上各量表示，地球的平均密度是多少？ 　　 　　例3 行星的平均密度是 ，靠近行星表面的卫星的周期是T，试证明 为一个常数．　　提示：将行星看作一个球体，卫星绕行星做匀速圆周运动的问心力由万有引力提供． 　 　　 练习题 1、地球质量约为火星质量的9倍，地球半径约为火星半径的2倍，那么在地球表面重力为6000N的人到火星表面上的体重变为_____________。 　 　 2、地球半径为 ，在离地面 高处和离地面 高处重力加速度之比为_____________。 　　 3、地球表面重力加速度为 ，地球半径为 ，万有引力恒量为 ，则地球平均密度的估算式是_____________。 　　4、月球表面重力加速度只有地球表面重力加速度的1/6，一根绳子在地球表面能拉着3kg的重物产生最大为 的竖直向上的加速度， ，将重物和绳子均带到月球表面，用该绳子能使重物产生沿月球表面竖直向上的最大加速度为：