2019-2020年高一物理《人造卫星宇宙速度》教学设计教案

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1、2019-2020年高一物理《人造卫星宇宙速度》教学设计教案　　一、素质教育目标　　（一）知识教学点　　1．了解人造卫星的有关发射、运行的知识　　2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度　　（二）能力训练点　　培养学生对知识的转化能力　　（三）德育渗透点　　通过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．　　（四）美育渗透点　　通过对天体运动轨迹的描绘展示了物理图像的形式美．　　二、学法引导　　通过教师的讲解和分析，使学生了解人造卫星的运转原理及规律．　　三、重点·

2、难点·疑点及解决办法　　1．重点　　卫星运行的速度、周期、加速度　　2．难点　　卫星运动的速度和卫星发射速度的区别　　3．疑点　　同步通讯卫星为什么要定点在赤道正上方的确定轨道上？如何发射同步卫星？　　4．解决办法　　理解万有引力是人造卫星做圆周运行的向心力，从而求得卫星的运动速度，周期，加速度就是由它离地心距离r惟一因素决定的．　　四、课时安排　　1课时　　五、教具学具准备　　自制同步卫星模型　　六、师生互动活动设计　　1．教师通过讲解、分析、介绍人造卫星的运动规律及相关的航天知识．　　2．学生通过讨论

3、，阅读相关的材料扩大知识面，通过例题的分析巩固知识．　　七、教学步骤　　（一）明确目标　　（略）　　（二）重点、难点的学习与目标的完成过程　　1．卫星运动的速度，周期，加速度．　　卫星脱离助推火箭后，获得了一定的速度v，设卫星绕地球做圆周运动，其运行半径为r，根据万有引力等于向心力可得：　　G　　等式两边都有m，可以约去，说明卫星的速度与其质量无关，我们得到：　　（1）　　由·r得：　　T＝（2）　　由G＝ma得：　　a＝G（3）　　从公式（1）、（2）、（3）式中可以看出，地球卫星的运动情况（速度、周期

4、、加速度）是由r惟一决定的．轨道半径越大，卫星运行速度越小，周期越大，加速度越小；轨道半径越小，运行速度越大，周期越小，加速度越大．当卫星运动的半径等于地球半径为R时，卫星运动速度，周期和速度的大小分别为：v＝7.9×m／s，T＝5100s，a＝9.8m／．　　所以所有的人造地球卫星的运行速度v＜7.9×m／s，运行周期T＞5100s，运行的加速度a＜9.8m／．　　2．同步通讯卫星　　同步通讯卫星从地面上看，它总是某地的正上方，因而它的运动周期和地球自转周期相同；且它的轨道必然要和赤道平面处在同一个平面

5、内（让学生讨论同步卫星为什么要满足这两个条件，并计算出同步卫星距地面的高度h）　　同步卫星一般用于通讯，我们平时看电视，实况转播等就是通过卫星实现的，我国已成功地发射了多颗同步卫星，丰富了我国人民的文化生活．　　3．卫星的发射速度　　最早研究人造卫星问题的是牛顿，他设想了这样一个问题，在地面某处平抛一个物体，物体将沿一条抛物线落回地面，物体初速度越大，飞行距离越远．考虑到地球是圆形的，如果初速度很大，抛出的物体总也落不到地面就成了人造地球卫星了．　　从刚才的分析我们知道，要想使物体成为地球的卫星，物体需要

6、一个最小的发射速度，物体以这个速度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行，此时万有引力F＝mg，提供了卫星运动的向心力，即：　　mg＝m　　我们可以求出这个最小速度　　v＝＝7.9×m／s　　这个速度称为第一宇宙速度　　第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小速度．若以第一宇宙速度发射一个物体，物体将贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动．若发射速度大于第一宇宙速度，物体将在椭圆轨道上离心运动．若物体发射的速度达到或超过11.2km／s时，物体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的行星或飞到其他行星

7、上．11.2km／s称为第二宇宙速度，如果物体的发射速度再大，达到或超过16.7km／s时，物体将能够摆脱太阳引力束缚，飞到太阳系外．16.7km／s称为第三宇宙速度．　　（三）总结、扩展　　本节课我们学习了卫星发射和运行的一些情况．知道了第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度，最后我们还了解了通讯卫星的有关情况．　　八、布置作业　　1．（2）　　2．（4）　　3．（7）　　九、板书设计五、人造卫星宇宙速度　　1．卫星运行的速度、周期、加速度　　v＝　　T＝　　a＝G　　2．卫星的发

8、射　　（1）第一宇宙速度　　mg＝m　　v＝＝7.9×km／s　　（2）第二宇宙速度v＝11.2km／s　　（3）第三宇宙速度V＝16.7km／s　　3．同步卫星　　　　　　十、背景知识与课外阅读万有引力定律的发现　　万有引力定律的发现是近代经典物理学发展的必然结果．科学史上普遍认为，这一成果应该归功于伟大的牛顿．但是，其他杰出的科学家如胡克、哈雷等在这一方面也做出了非常重要的贡献．但与牛顿相比，他们的观点和研究方法总是存在着