山东昌邑市文山中学高中物理人教版必修2第6章第5节《宇宙航行》课件（16张ppt）+教学设计 （6份打包）

中国航天事业 1992年载人航天工程正式启动 2003年10月15日，“神州5号”飞船载着中国第一位航天员杨利伟成功升空，标志着我国进入了载人航天时代。中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家。 300多年前牛顿提出设想 地面上的物体，怎样才能离开地球 问题： 在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。 A B C D O V0 以平抛运动为模型的推理过程 地球 牛顿人造卫星原理图 这个速度有多大呢？ 设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度为v，它到地心的距离为r。飞行器运动所需要的向心力由地球对它的万有引力提供 r≈R 能用別的方法推导第一宇宙速度吗？ 二、宇宙速度 1、第一宇宙速度 v1=7.9km/s （１）第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，发射速度低于它，卫星将落回地面而不能绕地球运转； （２）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；是最大绕行速度。 （3）不同的星体第一宇宙速度不同，但推导方法相同。 怎样正确理解第一宇宙速度？ 概念辨析　　　发射速度和绕行速度 1、发射速度：是将卫星送入轨道，在地面上所必须获得的速度。 2、绕行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。 发射速度越大，轨道半径越大，环绕速度越小。 思考：在地面附近发射飞行器，如果发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，那么它绕地球运动的轨道怎样？如果速度继续增加，达到或大于11.2km/s时，它就会怎样呢？当飞行器的速度等于或大于16.7km/s时，又会怎样？ V1=7.9km/s 地球 V2=11.2km/s V3=16.7km/s 第二宇宙速度： 当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，成为围绕太阳运动的人造行星，或飞到其它行星上。我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度（脱离速度）。 第三宇宙速度：当物体的速度等于或大于16.7km/s时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把16.7km/s叫做第三宇宙速度（逃逸速度）。 探究问题： （1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条？ 提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心 （2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？ a b c 三、同步卫星 1、地球同步卫星相对于地面静止，其周期与地球自转周期相同，T=24h,即和地球自转同步，具有相同的角速度，也叫通信卫星。 2.同步卫星的轨道平面均在赤道平面内。 已知地球的半径是6400km，地球自转的周期24h，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2 ，若要发射一颗地球同步卫星，试求： （1）地球同步卫星的离地面高度h （2）地球同步卫星的环绕速度v 同步卫星特点： （1）定点：在赤道上空 （2）定周期：周期与地球自转周期相同 （3）定高度（约距地面36000km） （4）定线速度大小 （约为3.1km/s） 人造卫星的运动规律 可见：v、ω、T 与 r 为 一 一对应关系 小 结 1、宇宙速度 7.9km/s 11.2km/s 16.7km/s 第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是在轨道上运行的最大速度 2、人造地球卫星 3、同步卫星 定点在赤道上空，周期T、高度h、线速度v一定。T=24h h=36000km v=3.1km/s $$教学设计 教学主题 宇宙航行 一、教材分析 本节是人教版高中《物理》必修2第六章第5节 内容，主要介绍了万有引力定律的实践成就，及航天事业的巨大成果和发展。是上一节万有引力定律的应用。教材不但介绍了人造卫星的一些基本理论，更是在其中 渗透了许多研究物理问题的方法。因此，本节课是“万有引力与航天”的重点内容，是学生进一步学习航天理论的基础。同时，还是近几年高考的热点问题，在高考 中常有涉及。另外，学生通过对人造卫星的了解，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、学生分析 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能力。并且，在课前，学生已通过网络等手段查阅了有关资料。对本课的内容已产生了浓厚的兴趣。因此，运用“自主、合作、探究”的学习方式较合适。 三、教学目标 1、知识与技能 （1）了解人造地球卫星的最初构想。 （2）会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。 （3）知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。 2、过程与方法 （1）在学习牛顿对卫星发射的思考过程的