1、名師精編 優(yōu)秀教案萬(wàn)有引力與航天復(fù)習(xí)教案教學(xué)目標(biāo)一、學(xué)問(wèn)與技能1歸納本章基本學(xué)問(wèn),形成學(xué)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)；2鞏固綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)解決詳細(xì)問(wèn)題的方法；二、過(guò)程與方法留意基本概念和規(guī)律懂得,熟識(shí)物理量間的關(guān)系,重視物理過(guò)程的推導(dǎo)；三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀把握萬(wàn)有引力在航天航空以及天文學(xué)領(lǐng)域的基本應(yīng)用,識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的才能；教學(xué)重點(diǎn) ：培育同學(xué)應(yīng)用基本知梳理學(xué)問(wèn),綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)解決詳細(xì)問(wèn)題的方法；教學(xué)難點(diǎn) ：綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)問(wèn)解題 教學(xué)方法 ：?jiǎn)⑹疽龑?dǎo)、講練結(jié)合 教學(xué)用具 ：PPT 課件 課時(shí)支配 ：1 課時(shí)（一）復(fù)習(xí)概念規(guī)律1學(xué)問(wèn)結(jié)構(gòu)：開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律軌道定律面積定律周期

2、定律 發(fā)覺(jué)萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律表述G 的測(cè)定天體質(zhì)量的運(yùn)算 應(yīng)用 發(fā)覺(jué)未知天體 人造衛(wèi)星、 宇宙速度2重點(diǎn)學(xué)問(wèn)梳理：（1）萬(wàn)有引力定律開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的描述（開(kāi)普勒定律） 為萬(wàn)有引力定律的發(fā)覺(jué)奠名師精編 優(yōu)秀教案定了基礎(chǔ)；利用開(kāi)普勒第三定律進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算：k 3 R 13 R 2推導(dǎo)出3 R 12 T 12 T 12 T 23 R 22 T 2萬(wàn)有引力定律公式：FGm m 2,G6.671011N m2/kg2r2卡文迪許用扭秤試驗(yàn)較精確地測(cè)定了引力常量,正確性；證明白萬(wàn)有引力定律的萬(wàn)有引力定律適用于一切物體,但用公式運(yùn)算時(shí),留意有肯定的適用條件；（2）萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用；基本

3、方法：（i）把天體的運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),其所需向心力由萬(wàn)有引力供應(yīng)：GMmmv2m2rgGM,Rr2r（ii ）在忽視天體自轉(zhuǎn)影響時(shí),天體表面的重力加速度：R2為天體半徑；推導(dǎo)重力加速度公式：天體質(zhì)量,密度的估算；測(cè)出圍繞天體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r,周期為 T,r3,由GMmm422r得被圍繞天體的質(zhì)量為M42r2TGT2名師精編優(yōu)秀教案32；密度為M3r32,R 為被圍繞天體的半徑；V2 GT R當(dāng)圍繞天體在被圍繞天體的表面運(yùn)行時(shí),rR,就GT圍繞天體的繞行速度,角速度、周期與半徑的關(guān)系；（i）由GMmmv2得vGMr2rrr 越大, v 越小（ii ）由GMmm2r得得TGM3r2r3r

4、 越大,越小242r（iii ）由GMmm42rr2TGMr 越大, T 越大天體物理中用的最多的代數(shù)式：mr 22F mgGMm 2 rmr2mv2rT三種宇宙速度（ i）第一宇宙速度（圍繞速度）：v 17.9kg/s ,人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度；第一宇宙速度公式的推導(dǎo)：（r為軌道半徑,和中心天體的半徑近似相等）2FGm 12 m 2m 2 v消去 m2 和一個(gè) r,推出 v Gm1r r r2Fm2 gm 2 v 消去 m2,推出 v grr（ii ）其次宇宙速度（脫離速度）：v 2 11.2 kg s ,使物體擺脫地球束縛名師精編 優(yōu)秀教案的最小發(fā)射速度；（iii ）第三宇宙速度（逃逸速度

5、）：v316.7kg s ,使物體擺脫太陽(yáng)引力束縛的最小速度；近地衛(wèi)星：軌道半徑r = 中心體半徑R 期；同步衛(wèi)星： 相對(duì)于地面靜止,定點(diǎn)在赤道正上方與地球自轉(zhuǎn)有相同的周雙星半徑比和雙星角速度的運(yùn)算（1）由萬(wàn)有引力供應(yīng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,（2）它們繞共同的圓轉(zhuǎn)動(dòng),（3）具有相同的角速度（線速度不同）；（三）例題分析【例題 1】地球同步衛(wèi)星到地心的距離r 可由r32 2a b c求出；已知式中a 的42單位是 m, b 的單位是 s, c 的單位是m/s2,就：A a 是地球半徑, b 是地球自轉(zhuǎn)周期,c 是地球表面處的重力加速度；B a 是地球半徑,b 是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期,c 是同步衛(wèi)

6、星的加速度；C a 是赤道周長(zhǎng), b 是地球自轉(zhuǎn)周期,c 是同步衛(wèi)星的加速度；D a 是地球半徑, b 是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期,c 是地球表面處的重力加速度；解：由GMmm422r得r3GMT2,P 2 3 r2T42由gGM得r32 gT R2,.R242A 、D 正確；1 【例題 2】將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1（如圖所.Q 示）,然后再次點(diǎn)火, 將衛(wèi)星送入同步軌道3；軌道 1、名師精編 優(yōu)秀教案2 相切于 Q 點(diǎn), 2、3 相切于 P 點(diǎn),就當(dāng)衛(wèi)星分別在 時(shí),以下說(shuō)法正確選項(xiàng)：1、2、3 軌道上正常運(yùn)行A衛(wèi)星在軌道 3 上的速率大于軌道 1 上的速率；B衛(wèi)星在軌道 3 上的角速度小于在軌

7、道 1 上的角速度；C衛(wèi)星在軌道 1 上經(jīng)過(guò) Q 點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道 2 上經(jīng)過(guò) Q 點(diǎn)時(shí)的加速度；D衛(wèi)星在軌道2 上經(jīng)過(guò) P 點(diǎn)的加速度等于它在軌道3 上經(jīng)過(guò) P點(diǎn)時(shí)的加速度；解：由GMmmv2得vGM,而vGM,r2rrrr3軌道 3 的半徑比 1 的大,故 A 錯(cuò) B 對(duì),“ 相切”隱含著切點(diǎn)彎曲程度相同,即衛(wèi)星在切點(diǎn)時(shí)兩軌道瞬時(shí)運(yùn)行半徑相同,又aGM,故 C 錯(cuò) D 對(duì)；F,r2【例題 3】在某星球上,宇航員用彈簧秤稱(chēng)得質(zhì)量為m 的物體重量為乘宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行,測(cè)得圍繞周期為 量；T,試求該星球的質(zhì)解： m 物體的重量等于萬(wàn)有引力,設(shè)星球半徑為 R,飛船質(zhì)量 m

8、,F GMm2,R2飛船繞該星球飛行時(shí),萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力：G Mm2 m 42 R,R T4 3由以上兩式可得：M T F4 316 Gm【例題 4】宇宙飛船以 g 的加速度勻加速上升,在飛船中用彈簧秤測(cè)得質(zhì)2量為 10kg 的物體的視重為 75N,如已知地球半徑為 6400km,求測(cè)量時(shí)飛船所處的位置距地面的高度（g 為地面的重力加速度） ；解：取物體為討論對(duì)象；它受到重力 mgmg 拉力 名師精編優(yōu)秀教案F75N的作用,由牛頓其次定律：Fmgma 得g2.52 m s ,又mgGMm2,mgGMm,RhR2gRR22,hR6400 kmgh【例題 5】宇航員在一星球表面上的某高處,沿水平

9、方向拋出一小球,經(jīng)過(guò)時(shí)間 t,小球落到星球表面,測(cè)得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為 L；如拋出的初速度增大到 2 倍,就拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為 3L ；已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上,設(shè)星球的半徑為 R,萬(wàn)有引力常量為 G,求該星球的質(zhì)量；解：設(shè)拋出點(diǎn)的高度為 h ,第一次平拋水平射程為 x ,就：2 2 2x h L 由于其次次拋出點(diǎn)的高度與第一次相同,就落地時(shí)間 t 2h 一樣,g星所以其次次平拋水平射程為 2x ；2 2 2就：2 h 3 由 兩 式 得3h L 3又由于 h 1g t 2 由 萬(wàn) 有 引 力 定 律,2Mmmg 星 G 2 R2由式可得 M 2 3 LR23 Gt【例題 6】已知地球與火星的質(zhì)量之比 M 地 : M 火 8:1,半徑之比名師精編 優(yōu)秀教案R 地 : R 火 2 :1,現(xiàn)用一根繩子水平拖動(dòng)放在地球表面木板上的箱子,設(shè)箱子與木板動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.5,在地球上拖動(dòng)時(shí),能獲得 10m/s2的最大加速