全品学练考导学案,高中物理,必修2,新课标人教版(rj)
篇一:【导学案】2015年高中物理人教版必修二教师用书 6.4 课时6.4 万有引力理论的成就
1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
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。
重点难点:掌握根据万有引力定律及相关知识求中心天体质量的方法。 教学建议:本节属于应用性知识的教学内容,使万有引力定律在应用中得到进一步检验;通过教学使学生的思维能力得到进一步训练;教材的立意是使学生感受用物理理论探索未知世界的科学魅力,激发探究未知世界的兴趣。教师在授课过程中应引导学生自觉养成科学探究的良好习惯,学习科学家们坚韧不拔的精神。可以放手给学生,让学生互相帮助探究
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课本中的问题,学习教材内容后解答问题,真正以学生为学习主体。 导入新课:地球很大很大,以至于我们人类怎样折腾地球,地球也不会因此动一下。但再大的物体也有质量,地球的质量有多大?太阳的质量又有多大?我们怎么才能求出来?今天我们就来试着解决这些问题。
1.计算地球质量
(1)地球上的物体具有重力是由于?,若不考虑地球自转的影响,地面上的物体所受的重力等于物体受到的?地球的万有引力。
(2)公式:?
(3)我们只需测出?和地球表面的?,即可求地球的质量M=?。
2.计算其他天体质量
(1)将行星或卫星的运动近似看作?匀速圆周运动,行星或卫星的向心力由?万有引力提供。
(2)观测围绕中心天体运动的?和?,根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律列出方程G=m()2,求得中心天体的质量M=。
3.计算中心天体的密度
如果中心天体为球体,则密度ρ==,R为中心天体的半径。当匀速圆周运动的天体绕中心天体表面运行时,则r=R,则上
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式可简化为ρ=。 4.发现未知天体
(1)被人们称为“笔尖下发现的行星”被命名为
(2)海王星的发现和“按时回归”确立了万有引力定律的地位,也成为科学史上的美谈。
1.通过计算天体的质量,说说开普勒第三定律中的常量k与哪些因素有关。 解答:常量k与太阳(中心天体)的质量有关。 2.太阳系八大行星中离太阳最近和最远的分别是什么? 解答:最近的是水星,最远的是海王星。 主题1:实验室中“称量”地球质量 问题:(1)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?
(2)设地面附近的重力加速度g=9.8 m/s2,地球半径R =6.4×106 m,引力常量G=6.67×10-11 N?m2/kg2,试估算地球的质量。
(3)总结称量地球质量的方法和原理。
(4)根据地球表面的重力加速度g、引力常量G怎样计算出地球的密度? 解答:(1)不考虑地球自转的影响,地面上物体受到的地球引力F等于物体的重力,因
此,F=mg,根据万有引力公式有F=。 3
(2)对地面上的物体有G=mg,则地球质量M=,将g=9.8 m/s2,
地球半径R =6.4×106 m,引力常量G=6.67×10-11 N?m2/kg2代入得,M= kg=6.0×1024 kg。
(3)“称量”地球质量的方法。 ?称量条件:不考虑地球自转的影响。
?称量原理:地面上物体所受到的重力等于地球对它的万有引力,即mg=G 。 (4)因为地面上物体受到的地球引力F等于物体的重力,mg=,又因为M=πR3ρ,所以密度ρ=。 知识链接:不考虑地球自转的影响,地面上物体受到的重力等于地球对物体的引力。主题2:计算未知天体的质量的方法
问题:阅读教材“计算天体的质量”标题下的内容,结合教材知识以及前面所学匀速圆周运动的知识,加以讨论、综合,然后回答下列问题。
(1)应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?
(2)以月球绕地球运行为例,请你应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力,写出所有可能的表达式。
(3)根据上面的推导,月球绕地球运动的动力学方程有多个,如:F=m、F=mω2r、F=m,我们通常选择哪个方程来计算地球的质量?为什么?利用此方法能否求出月球的质量?
(4)请你总结应用万有引力定律计算未知天体质量的方法。 解答:(1)根据环绕天体运动的情况,求出向心加速度,然后
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