高一物理教案：《萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(2)
來源：網(wǎng)絡(luò)整理 2018-11-23 11:50:35
教師板書并講解：
在質(zhì)量為 、半徑為 的地球表面上，如果忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，質(zhì)量為 的物體的重力加速度 ，可以認(rèn)為是由地球?qū)λ娜f有引力產(chǎn)生的.由萬有引力定律和牛頓第二定律有：
則該天體表面的重力加速度為：
由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的.而又因為地球是橢球的赤道的半徑大，兩極的半徑小，所以赤道上的重力加速度小，兩極的重力加速度大.也可讓學(xué)生發(fā)揮得：離地球表面的距離越大，重力加速度越小.
問題二：有1kg的物體在北京的重力大還是在上海的重力大?
這個問題有學(xué)生回答
問題三：
1、地球在作什么運動?人造地球衛(wèi)星在作什么運動?
通過展示圖片為學(xué)生建立清晰的圖景.
2、作勻速圓周運動的向心力是誰提供的?
回答：地球與衛(wèi)星間的萬有引力即由牛頓第二定律得：
3、由以上可求出什么?
①衛(wèi)星繞地球的線速度：
②衛(wèi)星繞地球的周期：
③衛(wèi)星繞地球的角速度：
教師可帶領(lǐng)學(xué)生分析上面的公式得：
當(dāng)軌道半徑不變時，則衛(wèi)星的周期不變、衛(wèi)星的線速度不變、衛(wèi)星的角速度也不變.
當(dāng)衛(wèi)星的角速度不變時，則衛(wèi)星的軌道半徑不變.
課堂練習(xí)：
1、假設(shè)火星和地球都是球體，火星的質(zhì)量 和地球質(zhì)量 .之比 ，火星的半徑 和地球半徑 之比 ，那么離火星表面 高處的重力加速度 和離地球表面 高處的重力加速度 . 之比等于多少?
解：因物體的重力來自萬有引力，所以：
則該天體表面的重力加速度為：
所以：
2、若在相距甚遠(yuǎn)的兩顆行星 和 的表面附近，各發(fā)射一顆衛(wèi)星 和 ，測得衛(wèi)星 繞行星 的周期為 ，衛(wèi)星 繞行星 的周期為 ，求這兩顆行星密度之比 是多大?
解：設(shè)運動半徑為 ，行星質(zhì)量為 ，衛(wèi)星質(zhì)量為 .
由萬有引力定律得：
解得：
所以：
3、某星球的質(zhì)量約為地球的的9倍，半徑約為地球的一半，若從地球上高 處平拋一物體，射程為60米，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為：
A、10米 B、15米 C、90米 D、360米
解得：(A)
布置作業(yè)：
探究活動
組織學(xué)生收集資料，編寫相關(guān)論文，可以參考下列題目：
1、月球有自轉(zhuǎn)嗎?(針對這一問題，學(xué)生會很容易回答出來，但是關(guān)于月球的自轉(zhuǎn)情況卻不一定很清楚，教師可以加以引伸，比如月球自轉(zhuǎn)周期，為什么我們看不到月球的另一面?)
2、觀察月亮
有條件的讓學(xué)生觀察月亮以及星體，收集相關(guān)資料，練習(xí)地理天文知識編寫小論文.
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