（新课标）高中物理 第六章 第五节 宇宙航行教案 新人教版必修2

第五节 宇宙航行 教学目标： （一）知识与技能 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． （二）过程与方法 通过用万有引力定律推导第一宇宙速度．培养学生运用知识解决问题的能力． （三）情感、态度与价值观 1、通过介绍我国在卫星发射方面的成就，激发学生的爱国热情． 2、感知人类探索宇宙的梦想．促使学生树立献身科学的人生价值观． 教学重点： 第一宇宙速度的推导 教学难点： 运行速率与轨道半径之间的关系． 教学方法：探究、讲授、讨论、练习 教学用具：录像资料、多媒体课件 教学过程： （一）引入新课 1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时代的新纪元。我国在70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术，99年发射了“神舟”号试验飞船。这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。 （二）新课教学 1、牛顿的设想 （1）牛顿对人造卫星原理的描绘。 设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大，可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。 （2）人造卫星绕地球运行的动力学原因。 人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。 （3）人造卫星的运行速度。 设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则 ， ∴ ， 可见：高轨道上运行的卫星，线速度小。 提出问题：角速度和周期与轨道半径的关系呢？ ， 可见：高轨道上运行的卫星，角速度小，周期长。 引入：高轨道上运行的卫星速度小，是否发射也容易呢？这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度 2、宇宙速度 （1）第一宇宙速度 ①推导： 问题：牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？地球半径为6370km。 分析：在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力： ， 得： 又∵ ∴ 结论：如果发射速度小于7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗运行半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7