Transcript 《万有引力定律的应用》教学设计

《万有引力定律的应用》教学设计
江苏仪征中学
倪富昌
《万有引力定律的应用》教学设计
一、教材分析
二、教法学法
三、教学程序
一、教材分析
1、本节内容在教材体系中地位、作用、特点
①在力学体系中地位
②物理学中的地位
③高考如何考查？
2、教学目标
①知识与技能
②过程与方法
③情感态度与价值观
3、教学重点与难点
①重点：
用万有引力定律求天体质量和密度
讨论行星运动a、v、ω、T，并进行简单计算
②难点：如何根据已知条件选择公式建立方程求解
4、学情分析
①学生认知特点
②已有的知识储备
二、教法、学法
1、教法、学法
利用课件（结合视频），采用资源式、问题教
学、探究、讲授、讨论的教学方法 ，突出以学生
为主，讲练结合。
2、突出重点，突破难点
建立运动模型
分类比较
注重过程推导
重视知识构建
加强应用，及时巩固
充分运用课件形象直观
3、激发兴趣，注重情感
利用视频、教材介绍成就，
联系实际，注意语言幽默。
三、教学程序
1、复习引入
2、新授
3、课堂巩固
4、回顾总结
5、阅读教材，回归书本
6、观看视频，中国航天
7、布置作业
复习引入
1、下面我们粗略的来计算一下两个质量为50kg，
相距0.5m的人之间的引力？（为什么说是粗略？让
学生思考）
m1m2
F G 2
r
50 50
 6.67 10 
0.25
7
 6.67 10 N
11
2、那么太阳与地球之间的万有引力又是多大
呢？
太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为
m=5.8×1025kg，日地之间的距R=1.5×1011km
GMm
F
2
R
6.67 10  2.0 10  6.0 10

14 2
(1.5 10 )
11
30
 3.5 10
22
24
(N)
3.5×1022N非常大，能够拉断直径为
9000km的钢柱。
§3万有引力定律应用
§4万有引力定律应用
一、求天体质量和密度
第一类：近地
r
≈
r0
第二类：m绕天体M外空公转 r＞r0
二、外空公转 ：讨论a、v、ω、T
一、求天体质量和密度
第一类：近地
Mm
mg  G 2
r0
VÌå
4
3
  r0
3
r ≈r 0

r
gr02
M 
（需测r0 、 g）
G
3g

4 Gr0 （需测r0 、 g ）
第二类：m绕天体M外空公转 r＞r0
m
r
4 3
GMm
4
VÌå   r0

m
r
2
2
3
r
T
2

M
r0
4 r 3
（需测r、T）
M 
2
GT
3 r 3
（需测r、r0 、 T）

2 3
GT r0
引申：如果r ≈r0，例如近地卫星呢？
巩固
二、外空公转 ：讨论a、v、ω、T
ma

GMm

2
r
GM
a 2
r
v
GM
r
v2
m
r
m
r
m r
2

4 2
m 2 r
T

GM
r3
r3
T  2
GM
M
当r变大，则
a、v、ω变小，
T变大。
应用一：天体质量求解方法
1、已知G,天体表面重力加速度g和天体的半
径R,求天体质量M
Mm
mg  G 2
R
gR 2
M
G
2、已知某天体的一卫星的周期T，及该卫星的轨道
半径r ，求天体质量M
应用二：求天体密度
1.月亮绕地球转动的周期为T、轨道半径为r，则由此
2 3
可得地球质量的表达式为_________。(万有引力恒
4π r
量为G)
GT
2
2.如果某恒星有一颗卫星，此卫星沿非常靠近此恒星
的表面做匀速圆周运动的周期为T，则可估算此恒
星的平均密度为
3π
2
GT
。(万有引力恒量为G)
3．一宇宙飞船在一个星球表面附近做匀速圆周运动，
宇航员要估测星球的密度，只需要测定飞船的
（
）
A．环绕半径
C.环绕周期
3

2
GT
B.环绕速度
D.环绕角速度
例题精讲
【例题1】地球表面重力加速度为g，忽略地球自转
的影响，在距地面高度为h的空中重力加速度是地
面上重力加速度的几倍？已知地球半径为R。
解：不计地球自转的影响，物体的重力等于物体受到的万有
引力。
h
h
[例2] 假设火星和地球M火/M地=p，R火/R地=q，
火星、地球g火/g地=？
p
2
q
[例3] 假设ρ星=ρ地，g星=4g地，M星/M地=？
64
1
观看视频：中国航天
谢谢各位专家评委指导！
地表附近的重力与万有引力—— 随地自转时
mg≈
Mm
G 2
R
F向
1、一般位置
Mm
FÒý  G 2
R
F引按
mg≈
FÏò  m R
2
F引
mg
定则分解为重力mg与F向
Mm
G 2
R
mg
2、两极位置
Mm
mg  G 2
R
Mm
3、赤道位置 FÏò  mg  G R 2
mg
mg
F向
总结：物体在地表附近随地球自转，
无论
在什么位置 自转所需F向很小，
Mm
则近似认为：
mg≈ G R 2