宇宙航行教案

　

　　高中物理必修2《宇宙航行》教案

　　教学目标

　　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

　　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

　　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.

　　教学重难点

　　教学重点

　　1.第一宇宙速度的意义和求法.

　　2.人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.

　　教学难点

　　1.近地卫星、同步卫星的区别.

　　2.卫星的变轨问题.

　　教学工具

　　多媒体、板书

　　教学过程

　　一、宇宙航行

　　1.基本知识

　　(1)牛顿的“卫星设想”

　　如图所示，当物体的初速度足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的人造卫星.

　　(2)原理

　　一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，向心力由地球对它的万有引力提供，

　　(3)宇宙速度

　　(4)梦想成真

　　1957年10月，苏联成功发射了第一颗人造卫星;

　　1969年7月，美国“阿波罗11号”登上月球;

　　2003年10月15日，我国航天员杨利伟踏开云官方网页版太空.

　　2.思考判断

　　(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s.(×)

　　(2)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s.(√)

　　(3)要发射一颗月球人造卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s.(×)

　　探究交流

　　我国于2011年10月发射的火星探测器“萤火一号”.试问这个探测器应大约以多大的速度从地球上发射

　　【提示】　火星探测器绕火星运动，脱离了地球的束缚，但没有挣脱太阳的束缚，因此它的发射速度应在第二宇宙速度与第三宇宙速度之间，即11.2 km/s

　　二、第一宇宙速度的理解与计算

　　【问题导思】

　　1.第一宇宙速度有哪些意义?

　　2.如何计算第一宇宙速度?

　　3.第一宇宙速度与环绕速度、发射速度有什么联系?

　　1.第一宇宙速度的定义

　　又叫环绕速度，是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v=7.9 km/s.

　　2.第一宇宙速度的计算

　　设地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的线速度为v：...