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(xiàn)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(jié)了萬有引力定律應用的三條解題思路。 ,地球?qū)ξ矬w的萬有引力近似等于重力,以M,R分別表示地球的質(zhì)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)量。
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(jù)其規(guī)律發(fā)現(xiàn)新的天體,測天體質(zhì)量,計算天體密度,研究天體的運行規(guī)律,同時也是現(xiàn)代空間技術的理論基礎,這一部分內(nèi)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(nèi)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(lián)系和區(qū)別。 3、三個周期:地球的自轉(zhuǎn)周期,公轉(zhuǎn)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。
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