2022年《万有引力定律在天文学上的应用》教案3.docx
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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载6.4 万有引力定律在天文学上的应用一、教学目标1通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的争论,使同学初步把握争论此类问题的基本方法:万有引力作为物体做圆周运动的向心力;2使同学对人造地球卫星的发射、运行等状况有初步明白,使多数同学在头脑中建立起较正确的图景;二、重点、难点分析1天体运动的向心力是由万有引力供应的,这一思路是本节课的重点;2第一宇宙速度是卫星发射的最小速度,是卫星运行的最大速度,它们的统一是本节课的难点;三、教具自制同步卫星模型;四、教学过程 一 引入新课1复习提问:1 物
2、体做圆周运动的向心力公式是什么?分别写出向心力与线速2 万有引力定律的内容是什么?如何用公式表示?正或确定; 对同学的回答予以纠细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载3 万有引力和重力的关系是什么?重力加速度的打算式是什么? 同学回 答:地球表面物体受到的重力是物体受到地球万有引力的一个分力,但这个分力 的大小基本等于物体受到地球的万有引力;如不全面,老师予以补充; 2引课提问:依据
3、前面我们所学习的学问,我们知道了全部物体之间都存 在着相互作用的万有引力, 而且这种万有引力在天体这类质量很大的物体之间是 特别庞大的;那么为什么这样庞大的引力没有把天体拉到一起呢? 可由同学讨 论,老师归纳总结; 由于天体都是运动的, 比如恒星邻近有一颗行星, 它具有肯定的速度, 依据 牛顿第肯定律, 假如不受外力, 它将做匀速直线运动; 现在它受到恒星对它的万 有引力,将偏离原先的运动方向;这样,它既不能摆脱恒星的掌握远离恒星,也 不会被恒星吸引到一起, 将环绕恒星做圆周运动; 此时,行星做圆周运动的向心力由恒星对它的万有引力供应; 老师边讲解,边画板图; 可见万有引力与天体的运动亲密联系
4、,天文学上的应用;我们这节课就要争论万有引力定律在板书:万有引力定律在天文学上的应用人造卫星 二 教学过程1争论天体运动的基本方法细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载刚才我们分析了行星的运动, 发觉行星绕恒星做圆周运动,此时,恒星对行星的万有引力是行星做圆周运动的向心力;的运动都可以基本上看成是匀速圆周运动;其实,全部行星绕恒星或卫星绕行星 这时运动的行星或卫星的受力情形也特别简洁
5、: 它不行能受到弹力或摩擦力,所受到的力只有一种万有引力;万有引力作为其做圆周运动的向心力;板书: F万=F向下面我们依据这一基本方法,争论几个天文学的问题;1 天体质量的运算假如我们知道了一个卫星绕行星运动的周期,知道了卫星运动的轨道半径,能否求出行星的质量呢?依据争论天体运动的基本方法:万有引力做向心力,F 万=F 向 指副板书 此时知道卫星的圆周运动周期,其向心力公式用哪个好呢?等式两边都有 m,可以约去,说明与卫星质量无关;我们就可以得2 卫星运行速度的比较细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 8 页 - - - - -
6、 - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载下面我们再来看一个问题: 某行星有两颗卫星, 这两颗卫星的质量和轨道半径都不相同,哪颗卫星运动的速度快呢?我们仍旧利用争论天体运动的基本方法:以万有引力做向心力F万=F向设行星质量为 M,某颗卫星运动的轨道半径为 行星对它的万有引力为 指副板书 于是我们得到r ,此卫星质量为 m,它受到等式两边都有 m,可以约去,说明与卫星质量无关;于是我们得到从公式可以看出, 卫星的运行速度与其本身质量无关,与其轨道半径的平方根成反比;轨道半径越大,运行速度越小;轨道半径越小,运行速度越
7、大;换句话说,离行星越近的卫星运动速度越大;够赐予重视;3 海王星、冥王星的发觉这是一个特别有用的结论, 期望同学能刚才我们争论的问题只是实际问题的一种近似,实际问题要复杂一些; 比如,行星绕太阳的运动轨道并不是正圆,而是椭圆;每颗行星受到的引力也不仅由太细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载阳供应,除太阳的引力最大外, 仍要受到其他行星的引力; 这就需要更复杂一些的运算,而这种运算
8、,导致了海王星、冥王星的发觉;200 年前,人们熟悉的太阳系有7 大行星:水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星, 后来,人们发觉最外面的行星天王星的运行轨道与用万有引力定律运算出的有较大的偏差;于是,有人估计, 在天王星的轨道外侧可能仍有一颗行星, 它对天王星的引力使天王星的轨道发生偏离;而且人们运算出这颗行星的可能轨道, 并且在运算出的位置最终观测到了这颗新的行星,将它命名为海王星;再后,又发觉海王星的轨道也与运算值有偏差,人们进一步估计,海王星轨道外侧仍有一颗行星, 于是用同样的方法发觉了冥王星;可见万有引力定律在天文学中的应用价值;2人造地球卫星下面我们再来争论一下人造地球卫星的发
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