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1、4 4 4 4万有引力理论的成就【学习目标学习目标】1.1.会用万有引力定律会用万有引力定律计算重力加速度计算重力加速度。2.2.会用万有引力定律会用万有引力定律计算中心天体的质计算中心天体的质量和密度量和密度，能构建基本的模型。，能构建基本的模型。3.3.认识万有引力定律的科学成就认识万有引力定律的科学成就,体会科体会科学思想方法。学思想方法。1.1.万有引力与重力万有引力与重力若不考虑若不考虑 的影响，地面上质量为的影响，地面上质量为m m的物的物体所受的重力体所受的重力mgmg等于地球对物体的吸引力，等于地球对物体的吸引力，即即 ，式中，式中M M是是 ，R R是是 。2.2.计算天体的
2、质量计算天体的质量写出两种计算天体质量的方法（说明计算原理写出两种计算天体质量的方法（说明计算原理和需测量的物理量）和需测量的物理量）【课前预学课前预学】探究一：实验室中探究一：实验室中“称量称量”地球质量地球质量（1 1）设地面附近的重力加速度）设地面附近的重力加速度g=9.8 m/sg=9.8 m/s2 2，地，地球半径球半径R=6.410R=6.4106 6 m m，引力常量，引力常量G=6.6710G=6.6710-11-11 NmNm2 2/kg/kg2 2，试估算地球的质量和地球的平均密，试估算地球的质量和地球的平均密度。度。【课堂探究课堂探究】探究一：实验室中探究一：实验室中“称
3、量称量”地球质量地球质量（2 2）已知地球质量）已知地球质量 M M和地球半径和地球半径R R，一质量，一质量 m m的的物体位于距离地面物体位于距离地面h h高度，则该物体的重力多大高度，则该物体的重力多大？物体所在位置重力加速度为多少？物体所在位置重力加速度为多少？【课堂探究课堂探究】探究二：计算中心天体的质量探究二：计算中心天体的质量（1 1）以地球绕太阳运行为例，轨道半径）以地球绕太阳运行为例，轨道半径r r，周期，周期T T，请你应用天体运动的动力学方程，请你应用天体运动的动力学方程万有引万有引力充当向心力，求出太阳的质量。力充当向心力，求出太阳的质量。【课堂探究课堂探究】探究二：计
4、算中心天体的质量探究二：计算中心天体的质量（2 2）木星是围绕太阳公转的行星之一，木星周）木星是围绕太阳公转的行星之一，木星周围又有卫星围绕木星公转，如果要通过观测求得围又有卫星围绕木星公转，如果要通过观测求得木星的质量，需要测量哪些量？推导用这些量表木星的质量，需要测量哪些量？推导用这些量表示木星质量的计算式。示木星质量的计算式。【课堂探究课堂探究】思考讨论 宇宙飞船飞近海王星宇宙飞船飞近海王星,并进入靠近海并进入靠近海王星表面的圆形轨道运行王星表面的圆形轨道运行,对海王星进行对海王星进行观测测定海王星的平均密度观测测定海王星的平均密度：你知道当初人们是如何发现海王星：你知道当初人们是如何发
5、现海王星的吗？的吗？亚当斯亚当斯英国勒维耶勒维耶法国发现天王发现天王星轨道偏星轨道偏离离理论计算预测理论计算预测新行星轨道新行星轨道实际观测实际观测验证结果验证结果理论轨道理论轨道实际轨道实际轨道18461846年年9 9月月2323日晚日晚,由由德国的伽勒德国的伽勒在柏在柏林天文台用望远镜林天文台用望远镜在勒维耶预言的位在勒维耶预言的位置附近发现了这颗置附近发现了这颗行星行星海王星海王星柏林天文台柏林天文台1.1.要计算地球的质量，除已知的一些常数外还须要计算地球的质量，除已知的一些常数外还须知道某些数据，现给出下列各组数据，可以计算知道某些数据，现给出下列各组数据，可以计算出地球质量的有出
6、地球质量的有()A.A.已知地球的半径已知地球的半径R R和地面的重力加速度和地面的重力加速度g gB.B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r r和周期和周期T TC.C.已知地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径已知地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r r和公转周期和公转周期T TD.D.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v v和和周期周期T T【检测反思检测反思】2.2.已知地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别已知地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为为T T和和R R，月球绕地球公转周期及公转轨道半径分，月球绕
7、地球公转周期及公转轨道半径分别为别为t t和和r r，则太阳质量与地球质量之比为（，则太阳质量与地球质量之比为（）A.A.B.B.C.D.C.D.【检测反思检测反思】4.4.火星的质量和半径分别为地球的十分之一和火星的质量和半径分别为地球的十分之一和二分之一。已知地球表面的重力加速度大小为二分之一。已知地球表面的重力加速度大小为g g，求火星表面的重力加速度为多少？，求火星表面的重力加速度为多少？【检测反思检测反思】课堂小结课堂小结 这节课我们主要掌握的知识点是：这节课我们主要掌握的知识点是：1.1.万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：(2)(2)环绕天体所需的环绕天体所需的向心力向心力由中心天体对环绕天体的由中心天体对环绕天体的万有引力万有引力提供提供(1)(1)地面（或某星球表面）的物体的地面（或某星球表面）的物体的重力重力近似等于近似等于万有引力万有引力2.2.了解了万有引力定律在天文学中具有的重要意义了解了万有引力定律在天文学中具有的重要意义.