河北省石家庄市复兴中学人教版高一物理必修二65宇宙航行教学案

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1、高一物理教学案（第六章万有引力与航天）第五节宇宙航行班级姓名小组第—号【学习目标】1、记忆三个宇宙速度的，会推导第一宇宙速度。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、了解人类对太空的探索历程。【重难点】会推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度【学情分析】“宇宙航行”是“万有引力与航天”一章中的第5节课，本节课主要学习第一第二第三宇宙速度内容及应用。学生对推导过程裳握不住.【导学流程】自主学习（一）宇宙速度1、第一宇宙速度的大小为，它是卫星的环绕速度，也是卫星发射的速度；2、第二宇宙速度的大小为，它又叫脫离速度，它表示的意思为：当发射速度时，就

2、会克服的引力，离开地球，成为绕飞行的人造卫星或飞到其他星球上。3、第三宇宙速度又叫逃逸速度，大小为，它表示为当发射速度大于时，物体会挣脱的束缚，飞到太阳系外。（二）梦想成真1、世界上第一颗人造卫星是在什么时间由哪个国家发射成功的？2.在哪一年我国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家？我国第一位被送上太空的宇航员叫什么名字？我的疑问：小组讨论问题预设:一、宇宙速度［说一说］:如何正确的理解人造卫星的运行规律?1、近地卫星：轨道半径等于地球的半径，它的运行速度是，也是卫星的坏绕速度,2、同步卫星：其特点是：①周期地球自转周期；T二24h;②角速度地球自转角速度

3、；③轨道平面与赤道平面；④所有同步卫星的轨道半径都，他们距地面的高度,即他们处在轨道上；3、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，B

4、J：尸万=尸向，公式为：①a二，可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度减小，向心力减小；②v二，随着轨道半径的增大，卫星线速度；③w二、随看轨道半径的增大，卫星的角速度；@T=，随着轨道半径的增大，卫星绕地球运行的周期,近地卫星的周期约为84.4min,其他卫星的周期都大于这个数值；4、所有卫星的轨道平面都应5、人造卫星的超重与失重①人造卫星在发射，有一段加速运动；在返回时，有一段减速运动，这两个过稈的加速度方向都是向上

5、的，因而是状态；②卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于状态；因而与重力有关的仪器均不能使用，与重力有关的实验不能进行。二、卫星变轨当卫星由于某种原因速度突然改变时（开启或关闭发动机或空气阻力作用），万有引力就不再等于向心力，卫星将做变轨运动。仃）、当卫星的速度突然增加时，R，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做运动，轨道半径变,但一旦进入新的轨道运行由VR知其运行速度要。（2）、当卫星的速度突然减小时，R,即万有引力大于卫星所需的向心力，卫星将做i'=I—运动，轨道半径变，进入新的轨道运行时由知其运行速度将O【提问展示问题预设】1.1组讨论并展示问

6、题1。2.2组讨论并展示问题23.3组讨论并展示问题34.4组讨论并展示问题45.5组讨论并展示问题56.6组讨论并展示问题卫星变轨【当堂检测】0/［试一试］:例1、如图所示，a、b、c是地球大气层外圆轨道上的三颗卫星，a、b的质量相等且小于c的质量，•则（）A、b所需的向心力最小；B、b、c的周期相同且大于a的周期；C、b、c的向心加速度大小相等，且大于q的加速度；D、b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；例2、假如一做匀速圆周运动的人造卫星的轨道半径增加到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则（）A、根据公式v=rw对知卫星的线速度增加为原来的2倍；B、根据公式F

7、=mv7r可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2;C、根据公式F-GMni/r2可知地球提供的向心力将减为原来的1/4;D、根据上面B、C中的公式，卫星运行的线速度将减小为原来的血/2；例3、地球和月球的质量之比为81：1,半径之比为4：1,求:（1）地球和月球表面的重力加速度之比？（2）在地球上和月球上发射卫星所需要的最小速度之比？例4、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火，将卫星送入圆轨道3,轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，说法正确的是（）A、卫星在轨

8、道3上的速率大于在轨道1的速率；B、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度;C、卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度；D、卫星在轨道2上经过P点吋的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度；整理内化1•课堂小结2•本节课学习过程中的问题和疑难