2019-2020年高一物理 怎樣學習萬有引力定律.doc

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2019-2020年高一物理 怎樣學習萬有引力定律 萬有引力定律這一章是學生感到十分頭疼的一個章節(jié)，因為這一章的公式比較多，變式也很多、繁雜，計算量又很大，對學生的空間想象能力的要求也比較高。所以導致很多學生學習起來比較吃力?，F在就對我在教學當中的教學設計和具體的實施談談自己淺薄的看法。 一、萬有引力定律應用的三條基本思路 這一系列的等式總結了萬有引力定律應用的三條解題思路。 ,地球對物體的萬有引力近似等于重力，以M,R分別表示地球的質量，半徑，若物體在地球表面附近， 就是地球表面附近的重力加速度，取g=9.8m/s2，若物體在距地面h的高空可以理解為物體受到的萬有引力產生的加速度。下面以1991年全國高考題為例：某行星的一顆小衛(wèi)星在半徑為r的圓形軌道上繞行星運行，運行的周期為T，已知引力常量為G，這個行星的質量M是多少？ 分析：行星對衛(wèi)星的引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力，應用萬有引力定律計算天體的質量。 解：由于 ∴ 二、萬有引力定律應用中應區(qū)分的幾個概念 萬有引力定律的具體應用有：根據其規(guī)律發(fā)現新的天體，測天體質量，計算天體密度，研究天體的運行規(guī)律，同時也是現代空間技術的理論基礎，這一部分內容公式變化較多，各種關系也很復雜，理清下列一些相近或相關概念，對于掌握這一部分內容也是非常重要的。 1、三個速度：發(fā)射速度、宇宙速度、運行（線）速度。例如第一宇宙速度（環(huán)繞速度）V1=7.9km/s，是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，最大的運行（線）速度。 2、兩個半徑：天體半徑和衛(wèi)星軌道半徑。在求天體密度時一定要注意這兩個半徑的聯系和區(qū)別。 3、三個周期：地球的自轉周期，公轉周期與人造地球衛(wèi)星的運行周期，要弄清楚什么時候用哪個周期。 4、兩類運行：穩(wěn)定運行和變軌運行（近心運動、離心運動） 5、同步衛(wèi)星和一般衛(wèi)星：所謂地球同步衛(wèi)星，是相對于地面靜止并和地球具有相同周期的衛(wèi)星，T=24h，同步衛(wèi)星必須位于赤道上方距離地面高度h處，且h是一定的，同步衛(wèi)星也叫通信衛(wèi)星。 例如：一宇宙飛船到某星球上探測，宇航員想知道該星球的密度，而身邊只有一塊手表，他該怎么辦？ 解析：要熟知各種方法測量星球的密度的不同表達式，從中選擇只含有一個時間項的測量方法，當宇宙飛船繞著星球運行時，可將其視為該星球的一顆衛(wèi)星，根據關系式即又 ∴因此要想求得星球的密度必須使飛船的軌道，才能得出，,所以謙虛懷宇航員只要讓飛船貼近該天體表面繞行一周，用手表測出周期即可求得該星球的密度。 點評：在中學物理中通常把天體看成一個球體，天體半徑就是球的半徑，反映了天體的大小，星球的軌道半徑是天體的衛(wèi)星繞天體做圓周運動的圓的半徑，一般情況下，天體衛(wèi)星的軌道半徑總是大于該天體的半徑，當衛(wèi)星貼近天體表面時，可以近似的認為軌道半徑等于天體半徑 三、人造衛(wèi)星運行的一般規(guī)律 1、萬有引力全部用來提供人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動的向心力，因此所有的人造地球衛(wèi)星的軌道圓心都在地心。 2、人造地球衛(wèi)星的軌道半徑與它的高度不同。 3、離地面高度不同，則重力加速度不同，設離地球表面高度為h處，重力加速度為g1,地面處重力加速度為g，地球半徑為R。則 4衛(wèi)星的超重失重， 衛(wèi)星進入軌道前的加速過程中，衛(wèi)星上的物體超重衛(wèi)星進入軌道后正常運轉時，系統(tǒng)具有向下的加速度且等于軌道處的重力加速度，衛(wèi)星上的物體完全失重。 5、表示人造地球衛(wèi)星運行狀態(tài)的物理量有三個：即環(huán)繞速度V，轉動半徑r(或R+h，h為離地高度)以及轉動周期T，這三個物理量相互制約，當其中一個物理量確定后，另外兩個物理量也就確定了。 萬有引力定律在高考中主要考查理解、掌握萬有引力定律，并能用它解決相關的一些實際問題（應用），理解天體的運動，熟練掌握其重點公式。因此要求學生能熟練的掌握、理解天體運動中的動力學因素F引=F向即萬有引力提供向心力。