3. 万有引力定律的应用第二课时教学设计

“三环教学模式”

实践研究之新课课案

学习内容: 万有引力定律的应用（第一课时） 课时数 1 授课人：

商贇珏

【学习目标】：

1、掌握重力产生的原因，理解重力和万有引力的区别

2、会利用万有引力计算物体在不同位置的重力大小

3、知道重力加速度随纬度变化原因

4、会利用万有引力计算天体质量及密度

【德育目标】: 1、通过对我国宇宙空间科技发展的了解激发学生的爱国热情

2、通过学习万有引力定律在天文学上的应用激发学生学习物理的热情

【教学重、难点】：

1、重点：重力的来源及变化特征；利用万有引力定律计算天体质量的思路和方法

2、难点：利用万有引力定律计算天体质量的思路和方法

一、组织教学

1、

请同学们回忆一下万有引力定律的内容，公式，使用条件及特性。

2、

请回忆一下重力的定义，思考重力与万有引力在性质上是否相同？在有星球自转的前提下，二者是否是同一个力？

二、协作学习

Ⅰ、万有引力与重力的联系

1、万有引力与重力是

的力。

2、地球表面上的物体，由于地球的自转可以知道：

（1）引力的一个分力是使地球上的物体随同地球自转的

，而另一个分力为

。

Mm，而向心力Fn

，重力G＝mg。

2RMm2（3）在赤道处有：G2=

，由于FnmR达到最大，故重R（2）其中F引G力

。

（4）在两极处：Fn＝

，F引＝

，此时重力等于万有引力，

重力达到

，GmaxGMm。

R2（5）在物体由赤道向两极移动过程中，自转向心力

，重力

，只有物体在两极时重力才等于万有引力；重力加速度（g）在赤道处

，两极处

。

（6）除在两极外都不能说重力就是地球对物体的万有引力，但在忽略地球自转时通常认为重力

万有引力，即：，

（7）黄金代换式：

Ⅱ、天体质量和密度的估算

【思考1】：卡文迪许被称为“能称出地球质量的人”，你能否利用已学的知识猜想一下他是怎么办到的？

若重力近似等于万有引力有，地球质量M=

，密度

。

【思考2】：如果已知行星（m）绕恒星(M)公转的周期T和轨道半径r，能否计算出行星和恒星的质量吗？

这种情况下，只能求到

质量，不能求到

质量

，其质量

M=

，密度

。

Ⅲ.预测未知天体

1.海王星的发现：英国剑桥大学的学生________和法国年轻的天文学家________根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日，德国的_______在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——________。

2.其他天体的发现：近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了_______、阋神星等几个较大的天体。

三、课堂小结

四、知识过手

1.“嫦娥一号”探月飞船绕月球做“近月”匀速圆周运动,周期为T,则月球的平均密度表达式为(k为某个常数

(

) 的kk22kTkTTTA.

B.

C.

D.

112. 火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的102重力加速度约为（

）

A. 0.2g

B. 0.4g

C. 2.5g

D. 5g 3. 由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体。求：

（1）质量为m的物体在地球北极所受地球对它的万有引力的大小；

（2）地球的半径；

（3）地球的密度。