本节内容是这一章的重点,这是万有引力定律在实际中的具体应用。用万有引力定律计算中心天体的质量,发现未知天体显示了该定律在天文研究上的重大意义。本节教材还讲述了人造地球卫星的发射原理,推导了第一宇宙速度。
通过这节的教学应使学生了解,在天体运动中,由于天体的质量很大,万有引力起决定性的作用,万有引力定律的发现对天文学的发展起了很大推动作用。同时,万有引力定律的发现把地面上的运动与天体运动统一起来,对人类文明的发展具有重要意义。
应使学生确切地理解第一宇宙速度是卫星轨道半径等于地球半径时,即卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度,当轨道半径r增大时,卫星做匀速圆周运动各个物理量如何变化。
应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是:天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等天文学的初步知识。
在讲课时,应用万有引力定律有两条思路要交待清楚:
1.把天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动,即F引=F向,用于计算天体(中心天体)的质量,讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题。
2.在地面附近把万有引力看成物体的重力,即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题。