广东省惠州大亚湾经济技术开发区第一中学2017-2018学年物理必修2第三章 万有引力定律的应用
导学案（无答案）
必修2第三章 万有引力定律的应用
【学习目标】
（1）通过万有引力定律在天文学上的应用，使学生能在头脑中建立一个清晰的解决天体问题的思路. （2）能利用万有引力作为天体做圆周运动的向心力求解天体的向心加速度、线速度、角速度、周期，甚至求解天体的质量 （3）通过万有引力定律在天文学上的应用使学生感受到自己能应用所学物理知识解决实际问题——天体运动，增强学生学习物理的热情
预习案
一、万有引力定律： 内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的_______________成正比，跟它们的_______________成反比。 公式：_______________ 1、m1和m2表示: ___________ 2、r表示：___________ 3、G为引力常量: ___________
物理意义:两质量各为1kg的物体相距1m时万有引力的大小。 4、引力常数的测定: __________
【注意】①万有引力公式适用于：___________ ②r是：___________ 二、三大宇宙速度 （1）第一宇宙速度 ①v1= km/s ②第一宇宙速度是人造地球卫星在 环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度。 ③第一宇宙速度是人造卫星的 速度，也是人造地球卫星的 速度。 （2）第二宇宙速度（脱离速度）：v2= km/s，使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度。
（3）第三宇宙速度（逃逸速度）：v3= km/s，使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度。
4?R3三、球体体积公式：V?
3【预习自测】
1、对于万有引力定律的数学表达式F＝GMm/R2 ，下列说法正确的是（ ）
A. 公式中G为引力常量，是人为规定的。 B. R趋近于0时，万有引力趋于无穷大
C. M、m受到的万有引力总是大小相等,方向相反，是一对相互作用力。 D. M、m受到的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力。
2、地球质量是月球质量的81倍，若地球吸引月球的力大小为F，则月球吸引地球的力的大小为（ ）
A、16F B、 F C、9F D、81F
3、两大小相同的实心小铁球球心相距R时，它们之间的万有引力为F，若两个小铁球距离变成?R时，则它们之间的万有引力为（ ）
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导学案（无答案）
A、2F B、4F C、8F D、16F
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律的应用导学案（无答案）
探究案
模型一：环绕模型
天体运动视为圆周运动，万有引力充当着向心力的作用。 等量关系：F引=F向
物理量：M , r , v, ω（或T） ，知二求其他
1、天体运动参数的计算。如：已知中心天体的质量、行星或卫星的轨道半径，求：行星或卫星的线速度、角速度、周期。
2、用万有引力定律求中心天体的质量和密度如：已知行星或卫星的轨道半径、周期（或线速度、角速度），求：中心天体的质量及密度。
探究一：卫星绕行速度、角速度、周期与半径的关系：
1.有人说围绕地球做匀速圆周运动的卫星，离地面越高，其飞行线速度越大，周期越大，这种说法对吗？为什么？随着卫星离地面的距离的增加它的线速度，角速度，周期是-如何变化的？
答：
两个卫星在不同轨道上绕地球做圆周运动，a与b之间的：
① 线速度关系是： ② 角速度关系是： ③ 周期关系是：
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律的应用导学案（无答案）
探究二：中心天体的质量与密度
讨论：月球绕地球做匀速圆周运动，若已知其公转周期为T,月球到地心距离为R，如何通过这些条件，应用万有引力定律计算地球质量?
探究三： 第一宇宙速度
1.曾设想：山顶上的一门大炮若以足够大的速度水平射出一颗炮弹，它将围绕地球运动而不掉下来，如今牛顿的理想已经变为现实，那么牛顿所说的足够大的速度是多少呢？
2.地球不过是太阳系中的一颗而已，那如果有天人们登上了火星，那么在火星表面发射人造卫星的最小速度又是多少呢？你能总结出宇宙中任意一颗行星上发射卫星的最小速度吗？
3如果发射速度大于第一宇宙速度，将会怎样？卫星的发射速度和环绕速度是一回事吗？
探究四：同步卫星
所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期与地球自转的周期相同。
T＝24h
已知地球半径为R=6.4×106m, g=10m/s2, 估算同步卫星的高度. (结果只保留2位有效数字)
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