【目标要求】

1．知识与技能

了解万有引力定律在天文学上的应用

会用万有引力定律计算天体的质量

2．过程与方法

学习称量地球质量的方法和如何计算天体质量，体验科学的迷人之处

3. 情感态度与价值观

通过未知天体的发现，养成尊重科学，敢于质疑，提出新见解、新观点的能力

【巩固教材—稳扎稳打】

1. 一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要测定物理量 ( )

A.运行周期 B.环绕半径 C.行星的体积 D.运动速度

2．科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息可以确定：

( )

A．这颗行星的公转周期与地球相等

B．这颗行星的半径等于地球的半径

C．这颗行星的密度等于地球的密度

D．这颗行星上同样存在着生命

3．下列说法正确的是 ( )

A．海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的

B．天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的

C．天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用

D．以上均不正确

4．一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运转的周期是 ( )

A．4年 B．6年 C．8年 D． 年

【重难突破—重拳出击】

1．两个行星的质量分别为 和 ，绕太阳做圆周运动的半径分别为 和 ，若他们只受太阳的万有引力作用，则有： ( )

A．两个行星运动的周期之比为 　 B．两个行星的向心加速度之比为

C．两个行星的角速度之比是 　 D．两个行星的线速度之比是

2. 地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为 ，则该处距地球表面的高度为 ( )

A．（ —1）R B．R C． R D．2R

3．地球赤道上物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，假如地球的自转速度加快，使赤道上的物体完全漂浮起来，那么地球的转速应为原来的 ( )

A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍

4．一艘宇宙飞船贴近一恒星表面飞行，测得它匀速圆周运动的周期为T，设万有引力常数G，则此恒星的平均密度为 ( )

A． B．

C． D．

5．2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG6－30－15，由于黑洞的强大引力，四周物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数据可估算该黑洞的质量

( )

A．地球绕太阳公转的周期和速度

B．太阳的质量和运行速度

C．太阳质量和到MCG6－30－15的距离

D．太阳运行速度和到MCG6－30－15的距离

6. 设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比 ( )

Ａ. 地球与月球间的万有引力将变大 Ｂ. 地球与月球间的万有引力将变小

Ｃ. 月球绕地球运动的周期将变长 Ｄ. 月球绕地球运动的周期将变短

7．已知月球表面的自由落体加速度是地球表面的自由落体加速度的 ，在月球上和地球上以同样水平速度从同样的高度抛出质量相同的小球，比较两个小球落地点到抛出点的水平距离，在月球上的距离和地球上的距离之比，是下列给出的数据中的哪个 ( )

A． B． C．6 D．36

8. 设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运动的周期是T，万有引力常量G已知，根据这些数据，能够求出的物理量有 ( )

A. 土星线速度的大小 B．土星加速度的大小

C．土星的质量 D. 太阳的质量

【巩固提高—登峰揽月】

1．继神秘的火星之后，土星也成了全世界关注的焦点！经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间2004年6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测！若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R的土星上空离土星表面高 的圆形轨道上绕土星飞行，环绕 周飞行时间为 。试计算土星的质量和平均密度。

2. 两颗靠得很近的天体称为双星，它们以两者连线上某点为圆心作匀速圆周运动，这样就 不至于由于万有引力而吸引在一起，设两双星质量分别为m和M，M＝3m。两星间距为L，在相互万有引力的作用下，绕它们连线上某点O转动，则它们运动的角速度为多少?

【课外拓展—超越自我】

宇宙飞船和空间站

载人航天是国际航天界的高科技领域，其目的是突破地球大气层的屏障和克服地球的引力，把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空，充分利用太空及航天器的非凡环境进行各种研究和试验活动，通过遥感和监测，对空间和地面进行观测，获取丰富的资源信息，以便更广泛地熟悉整个世界．

我国于1999年11月20日凌晨，在酒泉卫星发射基地新建的载人航天发射场，用新型大推力火箭“长征--2F”成功地发射了“神舟”号不载人宇宙飞船，其目的主要是试验新型运载火箭的性能和可靠性，同时试验飞船各系统、舱段的设计质量，考核飞船的返回技术．2001年1月10日1时零分，我国自行研制的“神舟二号”不载人宇宙飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，10分钟后卫星成功地进入预定轨道．这是我国载人航天技术继“神舟”号试验飞行后的第二次飞行试验．“神舟二号”在太空环绕地球108圈，在完成空间科学和技术试验任务后，于北京时间1月16日19时22分顺利、准确地返回到内蒙古自治区中部地区着陆场，这标志着中国载人宇宙飞船技术日臻成熟，向载人上天又跨进了一大步．

空间站是可以多次与航天飞机实行对接的、长时间在空间轨道上运行的载人飞行器．由于它的功能、设施、生命保障系统等都相当齐全，可供宇航员们“长住”，被誉为“太空城市”．

“和平”号空间站是苏联干1986年把它的核心舱送上地球轨道的，直至10年后空间站最后一个“自然”号舱与空间站实现了对接之后，空间站才算完全建成．“和平”号总重116t，总容积470 m3．它是航天飞行器中的一大杰作，虽以苏联—俄罗斯为主，同是也凝聚着其他国家航天专家们的很多聪明和心血．“和平”号原设计寿命为5年，即到1991年为止需“退役”，由于制造精良，一直有效飞行到2001年3月才坠毁．

国际空间站被称为人类合作的最伟大的系统工程．美国是该系统工程的主导者，俄罗斯则是其最主要的合作者，参与的还有加拿大、巴西、日本及一些欧洲国家等，总共16个国

家．国际空间站的第一个组件“曙光”号功能货物舱于1998年11月20曰升空，整个空间站的建设预计将于2006年完成，建成后的国际空间站将成为空中最明亮的星体，其质量相当于

“和平”号的3倍，有7层楼房高，运行轨道位于地球上空370 km处，使用寿命10-25年。

第四节 万有引力理论的成就

【巩固教材－稳扎稳打】1.A 2.BC 3.AC 4.C

【重难突破—重拳出击】1.BD 2.A 3.D 4.B 5.D 6.BD 7.B 8.ABD

【巩固提高—登峰揽月】1.解答：设“卡西尼”号的质量为m，土星的质量为M. “卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供.

，其中 ，

所以： ．

又 ，

2.