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《宇宙航行》教学设计一、教学课题人民教育出版社高中物理必修2第六章“万有引力与航天”第五节“宇宙航行”二、教学对象天门高级中学高139班全体学生三、教材分析本节主要内容是：第一宇宙速度的推导(了解第二、第三宇宙速度);卫星的运行规律；太空航行的发展史。
人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个重要实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科学知识的一个极好素材。
教材虽然只介绍了根据牛顿的设想推导第一宇宙速度的方法及太空航行发展史，但却在其中渗透了发射人造卫星的相关知识，卫星运行的规律，以及很多研究实际问题的物理方法。
因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。
另外，学生通过对人类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强学生的民族自信心和自豪感。
（一）教学目标：根据全面提高学生素质的总体目标与《物理新课标》要求和本节教材内容特征，我确定本节的学习目标如下：1、知识和技能目标：（1）能够用万有引力定律和圆周运动的知识推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度及其意义。
（2）理解卫星的运行速度、周期与半径的关系，了解同步卫星的特点。
建立起关于各种卫星运行状况的正确图景。
2、过程与方法目标：（1）经历探究人造卫星由设想变成现实的过程，体会猜想、外推的科学方法，培养学生的科学思维。
（2）通过用万有引力定律和圆周运动的知识推导第一宇宙速度，提高学生运用所学知识分析和解决问题的能力，培养学生科学探究能力。
（3）通过对卫星运动规律的研究，培养学生归纳、分析、推导及表达能力。
3、情感态度价值观目标：（1）了解人类探索太空的过程，感受科技发展对人类进步的巨大促进作用，通过对我国航天事业的了解，参透爱国主义教育。
（2）感知人类探索宇宙的梦想及巨大成就，激发学生学习物理的热情，促使学生树立献身科学的人生观和价值观。
万有引力与宇宙航行 知识点 开普勒行星运动定律 Ⅰ1．定律内容(1)开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是01椭圆，太阳处在椭圆的一个02焦点上。
(2)开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的03面积相等。
(3)开普勒第三定律：所有行星轨道的04半长轴的三次方跟它的05公转周期的二次方的比都相等，即06a 3T2＝k 。
2．适用条件：适用于宇宙中一切环绕同一中心天体的运动。
知识点 万有引力定律及应用 Ⅱ1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与01物体的质量m 1和m 2的乘积成正比，与02它们之间距离r 的二次方成反比。
2．公式：F ＝03G m 1m 2r 2，其中G 叫作引力常量，G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，其值由卡文迪什通过扭秤实验测得。
3．适用条件：适用于两个04质点或均匀球体；r 为两质点或均匀球体球心间的距离。
知识点 环绕速度 Ⅱ1017.9 km/s 。
2．02地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度。
3．03发射速度，04环绕速度。
4．第一宇宙速度的计算方法(1)由G mm 地R 2＝m v 2R ，解得：v ＝05Gm 地R ； (2)由mg ＝m v 2R ，解得：v ＝06gR 。
知识点 第二宇宙速度和第三宇宙速度 Ⅰ1．第二宇宙速度(脱离速度)使物体挣脱01地球引力束缚的最小发射速度，其数值为0211.2 km/s 。
2．第三宇宙速度(逃逸速度)使物体挣脱03太阳引力束缚的最小发射速度，其数值为0416.7 km/s 。
知识点 相对论时空观与牛顿力学的局限性 Ⅰ1．相对论时空观(1)爱因斯坦的两个假设：在不同的惯性参考系中，01相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是02相同的。
(2)同时的相对性：根据爱因斯坦的假设，如果两个事件在一个参考系中是同03不一定是同时的。
《宇宙航行》教学设计设计者：杨绍兰单位：南京师范大学物科院物理课程与教学论专业研究生一、教材分析“宇宙航行”是人教版—普通高中《物理》教材·必修2—第六章“万有引力与航天”的第五小节。
主要介绍了万有引力定律的实践成就，及航天事业的发展及其巨大成果。
教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。
因此，本节课是“万有引力与航天”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。
人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是学生学习、了解现代科技知识的一个极好素材。
通过对人造卫星原理、宇宙速度等宇宙航行知识的学习，学生不仅可以对万有引力定律有个更全面、更深入的认识，对人类进行宇宙航行有一个更为系统的了解，还有助于培养学生利用所学知识分析、解决实际问题的能力。
同时，也会让学生产生对航天科学的热爱，增强民族自豪感和自信心。
二、教学设计思路1.本节课是一节知识应用与扩展的课程，所以设计时注意加大知识含量，引起学生兴趣。
同时注意方法的培养，让学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯，避免套公式的不良习惯。
围绕第一宇宙速度的讨论，让学生形成较正确的卫星运动图景。
2. 本课的教学设计中教师的主导作用表现为：积极创设问题情境、启发学生思维；学生的主体作用为：动脑、动口、动手。
而电教媒体则为这一切提供丰富的信息资源和交互平台。
（二）、电教设计说明运用现代教育技术能够扩展可视性，实现对现实的形象模拟。
本电教设计精心挑选了多媒体素材，对媒体的运用，力求体现引导认知性、体现逻辑性和现实模拟的真实性。
在每个环节，先用媒体让学生形成感性认知，以问题为中心，学生在观察与体验中思考，自觉地由浅入深，由感性到理性分层探索，再通过师生的讨论、分析、概括及应用，实现由感性认识上升为理性认识的飞跃。
将思维的发展贯穿于知识认知的全过程，是本课的一条主线。
本电教设计1、素材的选择图片6张（由嫦娥奔月、飞天壁画、神舟七号飞船等图片切入课题，增强学生对物理学科的亲切感，诱发学习动机）；Flash课件3个（1：牛顿关于人造卫星的猜想；2：在动态变化过程中认知三种宇速；3：卫星的运动特征）；视频录像2段（神七出仓、“嫦娥一号”发射全程：激发学生热情和兴趣，实现对现实的形象模拟，让学生体验科学的整体感）。
6.5 宇宙航行教学目标一、知识和能力目标1．了解人造地球卫星的有关知识和航天发展史。
2．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。
3．理解卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
二、过程与方法目标1．在学习牛顿对卫星发射的思考过程的同时，培养学生科学探索能力；培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力。
2．通过对卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系的讨论，培养学生运用知识分析解决实际问题的能力。
三、情感、态度与价值观目标1．通过展示人类在宇宙航行领域中的伟大成就，激发学生学习物理的热情。
2．通过介绍我国在航天方面的成就，激发学生的爱国热情，增强民族自信心和自豪感。
3．感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人生观和价值观。
教学重点1．第一宇宙速度的推导。
2．卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
教学难点卫星的发射速度与运行速度的关系。
教学过程一、导入新课通过前面的学习我们知道了，人类通过站在地球上的观测，认识到了天体做什么样的运动，并进一步弄清了天体为什么要做这样的运动。
然而人类并不满足于只站在地球上探索宇宙的奥秘。
本节课，我们就来学习人类是如何走出地球，飞向宇宙，进行宇宙航行的。
（利用幻灯片，向学生展示一些航天类的图片，以激发学生的学习兴趣。
）二、新课教学（一）宇宙速度1. 第一宇宙速度①推导：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： 得：GM v R = 又∵2Mm mg G R= 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，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。
5．宇宙航行三维目标知识与技能1．了解人造卫星的有关知识；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。
教学重点第一宇宙速度的推导。
教学难点运行速率与轨道半径之间对应的关系。
教学方法探究、讲授、讨论、练习。
教具准备多媒体课件教学过程［新课导入］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，1999年发射了“神舟”号试验飞船。
随着现代科学技术的发展，我们对人造卫星已有所了解，那么地面上的物体在什么条件下才能成为人造卫星呢？人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。
［新课教学］一、人造地球卫星1．牛顿的设想在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远。
因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远。
假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。
2．人造地球卫星（1）人造地球卫星从地面抛出的物体，在地球引力的作用下绕地球旋转，就成为绕地球运动的人造卫星。
第六章万有引力与航天第五节《宇宙航行》教学设计新授课一课时一、课程分析本节是人教版必修二第六章第五节的内容，是第六章所学理论知识的具体应用与深化，也是第五章曲线运动和第六章万有引力所学知识的再认识与提高。
宇宙航行不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。
因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。
另外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强民族自信心和自豪感。
二、学情分析学生经过高一将近一年的学习，已经对高中物理学习有了相当的认识，知道应以怎样的心态，怎样的方法合理处理高中物理的学习，另外，学生经过必修一及必修二第五章及第六章前几节知识的学习已经具备了理论联系实际的分析问题和解决问题的能力，逻辑思维能力、分析能力、数学演绎及推导能力显著提升，知识方面，学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论，具备了解决问题的基本工具。
三、学法设计小组合作、数学推导、逻辑演绎四、学习目标：知识与技能：1．了解人造卫星的有关知识。
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。
五、教学重点、难点教学重点：人造地球卫星的发射、轨道运行方式及同步卫星；第一宇宙速度。
教学难点：第一宇宙速度。
六、教学过程：七、教学流程图：板书设计：：22M m v G m= v = 发射 轨道：以地球球心为圆心的圆或焦点的椭圆类型：极地、赤道、一般；侦查、通讯、气象；同步卫星：=24T h ，7=3.610h m ´，3/v km s = 第一宇宙速度：环绕地球，17.9/v km s = 第二宇宙速度：脱离地球，2111.2/v km s =第三宇宙速度；逃离太阳，316.7/v km s = 作业布置：一、利用互联网络搜集有关人类探索太空的资料进行交流。
宇宙航行高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．用起重机将物体匀速吊起一段距离,作用在物体上的各力做功的情况是( )A．重力做正功,拉力做负功,合力做功为零B．重力做负功,拉力做正功,合力做正功C．重力做负功,拉力做正功,合力做功为零D．重力不做功,拉力做正功,合力做正功2．二十一世纪新能源环保汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试，某次新能源汽车性能测试中，图甲显示的是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化关系，但由于机械故障，速度传感器只传回了第20s以后的数据，如图乙所示，已知汽车质量为1500kg，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始直线运动，设汽车所受阻力恒定，由分析可得( )A．由图甲可得汽车所受阻力为1000NB．20s末的汽车的速度为26m/sC．由图乙可得20s后汽车才开始匀速运动D．前20s内汽车的位移为426m3．篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎球，手触到球瞬间顺势后引。
这样可以减小A．球对手的力的冲量 B．球对手的力的大小C．球的动量变化量D．球的动能变化量4．如图所示为甲、乙两质点做直线运动的位移—时间图象，由图象可知（）A．甲、乙两质点会相遇，但不在1s时相遇B．甲、乙两质点在1s时相距4mC．甲、乙两质点在第1s内运动方向相反D．在5s内两质点速度方向一直不同5．每种原子都有自己的特征谱线，所以运用光谱分析可以鉴别物质成分。
氢原子光谱中巴耳末系的谱线波长公式为：=(–)，n=3，4，5，…，其中E1为氢原子基态能量，h为普朗克常量，c为真空中的光速。
6.5 宇宙航行★新课标要求（一）知识与技能1、了解人造卫星的有关知识。
2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
（二）过程与方法通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力（三）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。
★教学重点第一宇宙速度的推导★教学难点运行速率与轨道半径之间的关系★教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
★教学工具有关练习题的投影片、计算机、投影仪等多媒体教学设备★教学过程（一）引入新课教师活动：上节课我们学习了万有引力的成就。
现在请同学们回忆下列问题：1、万有引力定律在天文学上有何应用？2、如何应用万有引力定律计算天体的质量？能否计算环绕天体的质量？ 学生活动：经过思考，回答上述问题：1、应用万有引力定律可以估算天体的质量；可以来发现未知天体。
2、应用万有引力定律求解天体质量时，万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三种形式的方程，即 G rv m r Mm 22= ① G 2rMm =m ω2·r ② G 2r Mm =m 224T r π ③ 教师活动：点评、总结导入：这节课我们再来学习有关宇宙航行的知识。
（二）进行新课1、宇宙速度教师活动：请同学们阅读课文第一自然段，同时思考下列问题［投影出示］：1、在地面抛出的物体为什么要落回地面？2、什么叫人造地球卫星？学生活动：阅读课文，从课文中找出相应的答案。
1、在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面。
2、如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，那么它将不再落回地面，而成为一个绕地球运转的卫星，这个物体此时就可认为是一颗人造地球卫星。
教师活动：引导学生深入探究1、月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地面上来？2、物体做平抛运动时，飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系?3、若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？学生活动：分组讨论，得出结论。
5．宇宙航行三维目标知识与技能1．了解人造卫星的有关知识；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。
教学重点第一宇宙速度的推导。
教学难点运行速率与轨道半径之间对应的关系。
教学方法探究、讲授、讨论、练习。
教具准备多媒体课件教学过程［新课导入］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，1999年发射了“神舟”号试验飞船。
随着现代科学技术的发展，我们对人造卫星已有所了解，那么地面上的物体在什么条件下才能成为人造卫星呢？人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。
［新课教学］一、人造地球卫星1．牛顿的设想在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远。
因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远。
假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。
2．人造地球卫星（1）人造地球卫星从地面抛出的物体，在地球引力的作用下绕地球旋转，就成为绕地球运动的人造卫星。
（2）人造地球卫星必须满足的条件地球对卫星的万有引力恰好提供卫星作匀速圆周运动所需的向心力。
（3）描述卫星运动的物理量设地球的质量为M ，卫星的质量为m ，地球的半径为R ，卫星离地面的高度为h ，则卫星的轨道半径r ＝R ＋h ，设卫星在轨道上运动的向心加速度为a ，线速度为v ，角速度为ω，周期为T ，根据万有引力提供人造卫星做圆周运动的向心力这一基本力学关系，得：222224Mm v πF G ma m ωr m mr r r T=====①卫星的向心加速度2GMa r=，r ↑→a ↓。
②卫星运动的角速度ω=r ↑→ω↓。
③卫星运动的线速度v =r ↑→v ↓。
④卫星运动的周期2T =r ↑→T ↑。
当人造卫星环绕地球表面运动时，r min ＝R ，T min ＝5060s 。
所以不可能在地球上发射一颗周期是80min 的卫星。
强调卫星的轨道与相关各量的一一对应性。
二、宇宙速度设一颗人造卫星沿圆形轨道绕地球运转，卫星绕地球运转的向心力由地球的万有引力来提供。
由v =【思考讨论】是向高轨道发射困难，还是向低轨道发射卫星困难呢？ 向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功。
1．第一宇宙速度物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度（first cosmetic velocity ），也叫做地面附近的环绕速度。
对于靠近地面运行的人造卫星，可以认为此时的r 近似等于地球的半径R ，则212v MmF G m mg R R===1v =7.9km/s 2．第二宇宙速度如果卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s ，此时卫星的运行轨道又如何呢？①当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s ，而小于11.2 km/s ，它绕地球运动的轨迹就不是圆形，而是椭圆。
②当物体的速度等于或大于11.2km/s 时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。
(此时轨道为抛物线)从地面上发射人造天体，要使它脱离地球的引力，不再绕地球运行，所需要的最小发射速度，叫第二宇宙速度。
也叫做地面附近的脱离速度。
21v ＝11.2 km/s3．第三宇宙速度达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。
在地面附近发射一个物体，要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s ，这个速度叫做第三宇宙速度。
(以大于第三宇宙速度发射的人造天体，其轨道为双曲线)从地面上发射人造天体，使它不仅能脱离地球的引力，而且还能脱离太阳系的引力束缚，这时所需要的最小发射速度，叫第三宇宙速度，也称为逃逸速度。
v 3＝16.7km/s三、同步卫星简介(向学生介绍有关卫星的轨道问题：让学生画出他认为可能的轨道，逐一分析，得出卫星的轨道要想稳定，轨道必须在通过地球球心的大圆轨道内。
介绍轨道平面、轨道倾角等概念；介绍极地轨道、赤道轨道等轨道类型)同步卫星是指相对于地球静止，即始终在地球某一位置的正上方。
因而，同步卫星必须有一定的条件。
首先，卫星的运动方向必须与地球的自转方向一致，且和地球自转的角速度要相同。
如图所示，假定卫星m 在赤道上空以外的某空间随地球转动，其受力为地球对它的万有引力F ，将F 分解为指向地轴的分力F 1，该力作为卫星随地球转动的向心力，另一分力为F 2，实际中找不到与F 2相平衡的力，所以卫星将落向赤道平面，此时地球对卫星的万有引力全部作为向心力，所以同步卫星只能定点在赤道上空。
1．地球同步卫星的特点（1）卫星的轨道平面与地球赤道平面重合，卫星位于地球赤道的正上方，运动方向与地球自转方向一致。
（2）卫星的周期与地球自转的周期相同，或角速度与地球自转的角速度相同。
【例题】已知地球半径R ＝6400km ，运转周期T ＝24h ＝24×3600s ，地球质量M ＝5.98×1024kg ，求同步卫星的轨道高度h ？解析：同步卫星作匀速圆周运动所需的向心力同万有引力提供，根据向心力公式有：22224()()()Mm πG m R h ωm R h R h T=+=++h R R == 代入数值解得：h ＝3.6×107m 。
（说明：可以用GM ＝R 2g 来计算） 2．地球同步卫星的“五定”定周期（运转周期与地球自转周期相同）；定轨道平面（轨道平面与赤道平面重合）；定高度（离地高度为36000km），定速度（线速度均为3.1×103m/s）；定点（每颗同步卫星都定点在世界卫星组织规定的位置上）。
四、梦想成真探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的太空，是人类自古以来的梦想。
真正为人类迈向太空提供科学思想的，是生于19世纪中叶的俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基。
他指出，利用喷气推进的多级火箭，是实现太空飞行最有效的工具。
地球是人类的摇篮，但是人类不会永远生活在摇篮里。
——齐奥尔科夫斯基1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功。
卫星重83.6 kg，每96min绕地球飞行一圈。
几年之后，1961年4月12日，苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船。
火箭点火起飞，飞船绕地球飞行一圈，历时108 min，然后重返大气层，安全降落在地面，铸就了人类进入太空的丰碑。
1969年7月16日9时32分，阿波罗11号飞船在美国卡纳维拉尔角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕。
7月19日，飞船进入月球轨道。
7月20日，指挥长阿姆斯特朗和驾驶员奥尔德林进入登月舱，与母船分离后于下午4时17分在月面着陆。
10时56分，阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月面，并说出了那句载入史册的名言：“对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言，却是巨大的飞跃。
”人们祝贺说：“由于你们的成功，天空已成为人类世界的一部分。
”1992年，中国载人航天工程正式启动。
2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。
飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。
这次成功的发射实现了中华民族千年的飞天梦想，标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载入航天活动的国家，为进一步的空间科学研究奠定了坚实的基础。
尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕……宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔。
宇宙有没有边界？有没有起始和终结？地外文明在哪里？……爱因斯坦曾经说过：“一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之谜。
”你想加入破解它的行列吗？［小结］通过本节课的学习，我们学习了绕地球飞行的卫星情况，了解了描述卫星的物理量的特点。
知道了第一宇宙速度（环绕速度）v1＝7.9km/s；第二宇宙速度（脱离速度）v2＝11.2km/s；第三宇宙速度（逃逸速度）v3＝16.7km/s。
要区分卫星的发射速度与卫星进入轨道后的环绕速度。
［布置作业］教材第44页“问题与练习”。
板书设计5．宇宙航行一、人造地球卫星1．牛顿的设想2．人造地球卫星（1）人造地球卫星从地面抛出的物体，在地球引力的作用下绕地球旋转，就成为绕地球运动的人造卫星。
（2）人造地球卫星必须满足的条件地球对卫星的万有引力恰好提供卫星作匀速圆周运动所需的向心力。
（3）描述卫星运动的物理量222224Mm v πF G ma m ωr m mr r r T=====①卫星的向心加速度2GMa r =，r ↑→a ↓。
②卫星运动的角速度ω=r ↑→ω↓。
③卫星运动的线速度v =r ↑→v ↓。
④卫星运动的周期2T =r ↑→T ↑。
二、宇宙速度 1．第一宇宙速度物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度（first cosmetic velocity ），也叫做地面附近的环绕速度。
对于靠近地面运行的人造卫星，可以认为此时的r 近似等于地球的半径R ，则212v MmF G m mg R R===1v =7.9km/s 2．第二宇宙速度从地面上发射人造天体，要使它脱离地球的引力，不再绕地球运行，所需要的最小发射速度，叫第二宇宙速度。
也叫做地面附近的脱离速度。
21v ＝11.2 km/s3．第三宇宙速度从地面上发射人造天体，使它不仅能脱离地球的引力，而且还能脱离太阳系的引力束缚，这时所需要的最小发射速度，叫第三宇宙速度，也称为逃逸速度。
v 3＝16.7km/s三、同步卫星简介1．地球同步卫星的特点（1）卫星的轨道平面与地球赤道平面重合，卫星位于地球赤道的正上方，运动方向与地球自转方向一致。
（2）卫星的周期与地球自转的周期相同，或角速度与地球自转的角速度相同。
