3.3.1 万有引力定律的应用-行星运动规律 教学目标:1、知道行星重力与万有引力的区别。2、会计算重力加速度。 教学重点:知道行星重力与万有引力的区别 教学难点:天体表面加速度 【自主学习】 1.两条线索:①万有引力提供向心力;②重力近视等于万有引力,提供向心力。 2.两组公式 3.行星绕太阳的运动可以简化为_____运动,做圆周运动的向心力由_____提供,则: 1.由G=m可得:v=_____,r越大,v_____; 2.由G=mω2r可得:ω=_____,r越大,ω_____; 3.由G=可得:T=_____,r越大,T____; 4.由G=ma向可得:a向=_____,r越大,a向_____; 说明 ①式中G是比例系数,与太阳和行星_____; ②太阳与行星间引力的方向沿着_____; ③万有引力定律F=G也适用于地球和某卫星之间. 【交流讨论】 【成果展示】展示学生交流讨论成果 【教师执导】教师引导、点拨、辨析、梳理,阐释内涵与外延等(略) 【学以致用】 考点一 地球表面上物体的重力 【例1】假设地球可视为质量均匀分布的球体.已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常量为G.地球的密度为( ) A. B. C. D. 【变式1】如果地球自转速度加快,地球上物体的重量将发生怎样的变化?地球自转角速度等于多少时,在赤道上物体的重量为零?这时一昼夜将有多长?(R地=6370km,M地=5.98×1024kg) 【变式2】假如地球自转速度增大,关于物体的重力,下列说法中正确的是( ) A.放在赤道地面上物体的万有引力不变 B.放在两极地面上物体的重力不变 C.放在赤道地面上物体的重力减小 D.放在两极地面上物体的重力增大 考点二 地球上空物体所受的重力 【例2】一个物体在地球表面所受的重力为G,在距地面高度为地球半径的位置,物体所受地球的引力大小为( ) A. B. C. D. 【变式1】一物体在地球表面重16 N,在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N,取地球表面的重力加速度g=10 m/s2,则此火箭离地球表面的距离为地球半径的( ) A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.一半 考点三 在地球内部,物体的重力 【例3】设地球是半径为R的均匀球体,质量为M,若把质量为m的物体放在地球的中心,则物体受到的地球的万有引力大小为( ) A.零 B.无穷大 C.G D.无法确定 【变式1】假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 ( ) 参考答案 【自主学习】 匀速圆周 太阳对行星的引力 1. 越小 2. 越小 3.2π 越大 4. 越小 ①无关 ②二者中心的连线 【例1】B 【变式1】解析: 对地面上的物体有F引=F向+G, ∴ ? G重=-. 当v变大时,G重值将减小. 设地球自转角速度为ω时,赤道上物体重量为0,则有 ????F引==mω2R. ∴ ??? ω===1.5×10-6rad/s. ??? T==4.2×106s. 【变式2】ABC 【例2】C 【变式1】B 【例3】A 【变式1】A3.2.2 万有引力与重力的区别 班级: 姓名: 1、同一物体,分别放在广州、上海和北京,物体所受重力最大的地方是( ) A.广州 B.上海 C.北京 D.一样大 2、设地球表面物体的重力加速度为g0,物体在距离地心4R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则g/g0为 ( ) A、1 B、1/9 C、1/4 D、1/16 3、宇宙飞船正在离地面高地的轨道上做匀速圆周运动,飞船内某弹簧测力计下悬挂质量为m的重物,g为地面处的重力加速度,则弹簧测力计的读数为 ( ) A、mg B、mg/2 C、mg/4 D、0 4.1990年5月,紫金山天文台将他们发现的第2 752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16 km.若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体,小行星密度与地 ... ...
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