第5节 宇宙航行(教案)

《第5节 宇宙航行(教案)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、总课题万有引力与航天总课时课题宇宙航行课型新授教学目标运用匀速圆周运动的知识,计算第一宇宙速度讨论人造地球卫星的运行速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系了解第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度的物理含义简述人类航天事业的发展史，激励学生科学探究的志趣教学重点推导过程及方法教学难点“人造地球卫星的轨道半径越大，运行速度却越小”的理解教学过程教学内容二次备课通过设计的问题情境，导入新课牛顿在思考万有引力定律时就曾思考过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果速度足够大，物体就不会落到地面上来，它将绕地球运动，成为人

2、造地球卫星。可以想象，这个速度是很大的，现在来计算一下，这个速度究竟有多大？一、宇宙速度1、第一宇宙速度设地球和绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量分别为M、m,飞行器到地心的距离是r，飞行器的速度为v：从上式可以看出：卫星距地心越远，它的运行速度越小。（必须说明的是：虽然距地面高的卫星运行速度比靠近地球表面的卫星运行速度小，由于向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难,以后可用能量观点分析）对靠近地面的人造卫星，可以认为它的轨道半径r近似等于地球的半径R，在上式中把r用R代入，可算出：这就是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度。2、第二宇宙速

3、度在地面附近发射飞行器，如果发射速度满足7.9km/s11.2km/s时，卫星就会克服地球引力，永远离开地球。把11.2km/s叫做第二宇宙速度。3、第三宇宙速度2达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，若发射速度等于或大于16.7km/s，物体就会挣脱太阳的引力，飞到太阳系以外。把16.7km/s叫做第三宇宙速度。二、梦想成真真正为人类迈向太空提供科学思想的，是齐奥尔科夫斯基，在1924年论述多级火箭的专著出版。1957年10月4日，前苏联第一颗人造卫星上天。第一位进入太空的人，就是大名鼎鼎的

4、前苏联宇航员加加林。1961年4月12日，他乘坐"东方号"宇宙飞船环绕地球飞行一圈，历时108分钟。1969年7月16日，美国“阿波罗11号”飞船，载着阿姆斯特朗，奥尔德林和柯林斯三人在美国肯尼迪航天中心升空，飞向月球。到达了月球轨道后，由柯林斯驾驶飞船绕月飞行，而阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶登月舱于7月20日在月面静海降落。阿姆斯特朗第一个登上月球。他说出了下面这段意味深长的话：“对个人来说，这只是一小步；但对人类而言，这是巨大的一步。”1992年中国载人航天工程正式启动。2003年10月15日，神舟五号飞船发射升空，开始为期21小时的首次载人航天飞行，航天员杨利伟成为我国

5、飞天第一人。2005年10月12日，航天员费俊龙、聂海胜乘坐神舟六号飞船开始我国第二次载人航天飞行。在经过115小时32分钟的太空飞行，完成我国真正意义上有人参与的空间科学实验后，神舟六号飞船返回舱于17日凌晨4时在内蒙古中部预定区域顺利着陆，两位航天员安全返回。展望21世纪，人类将插上科技的翅膀，在更加广阔的宇宙空间纵横驰骋！例题1：某人造地球卫星距地面高h，绕地球做匀速圆周运动。地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G。(1)用h、R、G、M表示卫星的周期、线速度V、角速度ω、向心加速度an(2)离地面越高的卫星，T、V、ω、an如何变化？(3)若已知地球半径为640

6、0km，地球表面的重力加速度为9.8m/s2,求最小周期。（让学生课后计算出结果）例题2：你听说过“地球同步卫星”吗？从地面上看，地球同步卫星好像是静止在赤道上空某点的正上方固定不动。那么，这种卫星的周期有何特点？结合例题1的讨论，你还可得出同步卫星的轨道半径、运行速度等有什么特别的要求？小结：1．所有卫星都在以地心为圆心的大圆（或椭圆）轨道上2．同步卫星：(1)轨道平面：与赤道共面(2)周期T＝24h(3)轨道半径：r＝4.22×104Km(4)运行速度：3.1km/s(5)所有同步卫星的绕行方向相同，与地球自转方向一致2