高中物理人教版必修二教案宇宙航行.doc
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1、6.56.5 宇宙航行宇宙航行【教学目标教学目标】知识与技能知识与技能1、了解人造卫星的有关知识,正确理解人造卫星做圆周运动时,各物理量之间的关系。2、知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度。过程与方法过程与方法通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度,培养学生运用知识解决问题的能力。情感态度与价值观情感态度与价值观1、通过介绍我国在卫星发射方面的情况,激发学生的爱国热情。2、感知人类探索宇宙的梦想,促使学生树立献身科学的人生价值观。【教学重点教学重点】对第一宇宙速度的推导过程和方法,了解第一宇宙速度的应用领域。【教学难点教学难点】1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。2、掌握有关人造卫
2、星计算及计算过程中的一些代换。【教学课时教学课时】1 课时【探究学习探究学习】引入新课引入新课1、1957 年前苏联发射了第一颗人造地球卫星,开创了人类航天时代的新纪元。我国在70 年代发射第一颗卫星以来,相继发射了多颗不同种类的卫星,掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术,99 年发射了“神舟”号试验飞船。这节课,我们要学习有关人造地球卫星的知识。放映一段录像资料,简单了解卫星的一些资料。 (提高学生的学习兴趣)2、在上几节的学习中,大家已经了解了人造卫星在绕地球运行的规律,请大家回忆一下卫星运行的动力学方程。 (课件投影)(1)人造卫星绕地球运行的动力学原因:人造卫星在绕地球运行时,只受到地
3、球对它的万有引力作用,人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。(2)人造卫星的运行速度:设地球质量为 M,卫星质量为 m,轨道半径为 r,由于万有引力提供向心力,则22MmvGmrr, GMvr,可见:高轨道上运行的卫星,线速度小。提出问题:提出问题:角速度和周期与轨道半径的关系呢?3vGM rr,322rTGM可见:高轨道上运行的卫星,角速度小,周期长提问:提问:卫星在地球上空绕行时遵循这样的规律,那卫星是如何发射到地球上空的呢?新课讲解新课讲解1、牛顿对人造卫星原理的描绘:设想在高山上有一门大炮,水平发射炮弹,初速度越大,水平射程就越大,可以想象当初速度足够大时,这颗炮弹将不会落到地面,
4、将和月球一样成为地球的一颗卫星。课件投影。引入:高轨道上运行的卫星速度小,是否发射也容易呢?这就需要看卫星的发射速度,而不是运行速度2、宇宙速度(1)第一宇宙速度问题:问题:牛顿实验中,炮弹至少要以多大的速度发射,才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动?地球半径为 6370km。分析:在地面附近绕地球运行,轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力:22MmVGmRR, 得:GMvR结论:如果发射速度小于 7.9km/s,炮弹将落到地面,而不能成为一颗卫星;发射速度等于 7.9km/s,它将在地面附近作匀速圆周运动;要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星,发射速度必须大于 7.9km/s。可见,向高
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