第六章第五节人造卫星宇宙速度

说课吧/awfijuf

1 人造卫星 宇宙速度（说课教案）

下面我从教材和学情、教法和学法、教学程序设计、板书及时间安排四方面来说说这节课。

一 对教材和学情的分析

1、对教材的分析

(1) 说课内容：高中物理第一册第六章第五节人造卫星宇宙速度

(2) 本节课在教材中的地位、作用和意义：在知道了万有引力提供向心力这一基本力学关系的基础上来学习人造卫星宇宙速度的相关知识，就物理知识本身的学习并不困难，但这一节课的学习能大大激发学生学习物理的兴趣，并会消除学生对宇宙的神秘感，促使他们继续学习。

(3) 本节课的重点和难点:

重点：卫星运行的速度、周期、加速度及相互关系

难点: 卫星运动的速度和卫星发射速度的区别

(4)教学目标:

知识目标:

 1．理解牛顿著作中所描绘的人造卫星的原理图，知道天体运动中的向心力是由万有引力提供的.

2．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

3．知道三个宇宙速度的含义，根据万有引力定律公式和向心力公式会推导第一宇宙速度（实质是牛顿第二定律的应用）

4．简单了解人造卫星发射基本原理和一点同步卫星的知识，了解人造卫星在科技各个方面的作用（并提供给学生相关网站）

能力目标：通过课件虚拟情境，动态演示，使学生直观理解卫星原理，能够猜测、分析、推理物理现象和过程。通过大量的卫星图片、网络信息，激发学生课堂学习兴趣；并提供给学生课下拓展学习的平台。使学生能够在条件允许的情况下主动、自主的学习。

情感目标：通过本课学习并通过简单介绍我国航天技术的发展水平，激发他们学习科学知识的热情，培养他们的民族自豪感．

2、对学生情况的分析

我一向主张应该"以学生为中心来认识教材"而不是"以教材为中心来认识学生"所以备课必须要分析学生，根据学生的实际需要来处理教材，让课堂围绕学生转。 说课吧/awfijuf

2 学生的现状和困难：学生对宇宙充满神秘感和兴趣，但缺乏太多的感性认识。希望了解更多的航天知识。

6.5 《宇宙航行》学案

【学习目标】

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。

3．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系。

【重点难点】

1． 第一宇宙速度的推导。

2．运行速率与轨道半径之间的关系。

【课前预习】

1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点。如果速度足够大，物体就，它将绕地球运动，成为。

2.第一宇宙速度大小为，也叫速度。第二宇宙速度大小为，也叫速度。第三宇宙速度大小为，也叫速度。第一宇宙速度，是发射卫星的________速度，同时也是卫星绕地球做匀速圆周运动时的________速度。

3.①世界上第一颗人造卫星是1957年10月4日在发射成功的，卫星质量为kg，绕地球飞行一圈需要的时间为。

②世界上第一艘载人飞船是1961年4月12日在发送成功，飞船绕地球一圈历时。

③世界上第一艘登月飞船是1969年7月16日9时32分在发送成功进入月球轨道；飞船在月球表面着陆；宇航员登上月球。

④ 第一艘载人航天飞船在2003年10月15日9时在发送成功的，飞船绕地球圈后，于安全降落在主着陆场。成为 登上太空的第一人。

[堂中互动]

[问题探究1]人造卫星

[教师点拨]

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.由平抛物体的运动规律知：x=v0t…………………..①，t=gh2……………………….②。联立①、②可得：x=v0gh2，即物体飞行的水平距离和初速度v0及竖直高度h有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v0有关，水平初速度越大，飞行的越远.

2.如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星.

3.月球也要受到地球引力的作用，由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转，此时月球受到的地球的引力(即重力)，用来充当绕地运转的向心力，故而月球并不会落到地面上来.

人造卫星-宇宙速度

1 / 8 §3.4

人造卫星 宇宙速度

一.本节知识归纳：

（一）处理卫星问题方法：

把天体运动看成匀速圆周运动、万有引力提供向心力，

即222224TrmrmrvmrMmGF万；由该式可知：r 越大，卫星线速度越 ；角速度越 ；周期越 ．

(二)宇宙速度：

1.第一宇宙速度：v= km/s，它是卫星在 绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度．

2.第二宇宙速度：v= km/s，它是卫星 的最小发射速度．

3.第三宇宙速度：v= km/s，它是卫星 的最小发射速度．

(三)近地卫星：

1.轨道：以地心为圆心的圆形轨道。

2.万有引力提供向心力=nFF引 r增大

2MmGr 223223224nnvGMmvrrGMmrrrmrTTGMGMmaar

(四)同步卫星：

1.轨道：在赤道的正上方。 2.定周期：T=24小时。 3.离地高度：h=36000km。

求解方法：万有引力提供向心力

22322222322()4360004MmGMTGmRhhRTRhgRThRkm由黄金代换式GM=gR 4.线速度大小：v=3.1km/s

5.角速度大小：定值。 6.向心加速度大小：定值。

二．例题分析： 张貌月

V减小

W减小

T增大

an减小 7.9/vkms

84minT 人造卫星-宇宙速度

2 / 8

Dv．从人造卫星环绕地球运转的速度＝可知，把卫星发gRr02/例1.1990年3月，紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2753号小行星命名为吴健雄星，其直径为32km，如该小行星的密度和地球相同，则该小行星的第一宇宙速度为多少？（已知地球半径R=6400km，地球的第一宇宙速度v1=8km/s）

第五节

宇宙航行

第六节

经典力学的局限性

[学习目标]

1.会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度．

2.了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点． 3.了解经典力学的发展历程和伟大成就，知道经典力学与相对论、量子力学的关系．

[学生用书P50]

一、宇宙速度(阅读教材P44～P45)

1．人造地球卫星的发射原理

(1)牛顿的设想：在高山上水平抛出一个物体，当初速度足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地球表面，成为一颗绕地球转动的人造地球卫星．

(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，即GMmr2＝mv2r，则卫星在轨道上运行的线速度v＝GMr.

2．宇宙速度

(1)第一宇宙速度vⅠ：卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，vⅠ＝7.9 km/s.

(2)第二宇宙速度vⅡ：使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度，vⅡ＝11.2 km/s.

(3)第三宇宙速度vⅢ：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度，vⅢ＝16.7 km/s.

拓展延伸►———————————————————(解疑难)

第一宇宙速度的两种推导方法

方法1：根据GMmr2＝mv2r，应用近地条件r＝R(R为地球半径)，

R＝6 400 km，地球质量M＝6×1024 kg，代入数据得v＝GMR＝7.9 km/s.

方法2：在地球表面附近，重力等于万有引力，此力提供卫星做匀速圆周运动的向心力．(已知地球半径为R、地球表面处的重力加速度为g)

由mg＝mv2R，得

v＝gR＝9.8×6 400×103 m/s＝7.9 km/s.

1.(1)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s.( )

(2)在地面上发射火星探测器的速度应为11.2 km/s

(3)要发射离开太阳系进入银河系的探测器，所需发射速度至少为16.7 km/s.( )