教学目标
知识技
1.解造卫星关知识
2.知道三宇宙速度含义会推导第宇宙速度
3.通实例解类太空探索历程
二程方法
1.通航天事业发展史说明物理学发展然科学促进作
2.通万引力定律推导第宇宙速度培养学生运知识解决问题力
三情感态度价值观
1.通国航天事业发展解进行爱国义教育
2.关心国外航空航天事业发展现状趋势科学技术服务类意识
教学重点
会推导第宇宙速度解第二第三宇宙速度
教学难点
运行速率轨道半径间关系
教学程
第课时
案例
导入新课
事导入
2007年10月24日火箭发射常娥号卫星首先进入环绕球轨道然加速脱离球轨道惯性滑行进入环绕月球轨道进行科学探测
结合登月航线讨:什飞船围绕球旋转?飞船什条件挣脱球束缚?
教师活动
学生活动
设计意图
宇宙速度
师组织学生观常娥号发射达月球全程flash动画阅读宇宙速度
呈现问题:
1.抛出石头会落什卫星月球没落?
2.卫星月球没落必须具备什条件?
师:演示抛物实验提出问题
牛顿思考设想:
(1)抛出速度v越时落点越远速度断增会出现什结果?
(2)牛顿根设想草拟幅极富创意造卫星原理图
(3)牛顿设想受技术条件限制物体达样速度思想启发太空探索中立头功
呈现问题二:
1.抛物体速度逐渐增物体落点变化?
2.速度达定值物体否落回面?
3.速度必须满足什条件?
4.速度增会出现什现象?
5.抛出物体速度增种程度绕球做圆周运动?
师:(1)面第5问求抛出物体速度v7.9kms时绕球做圆周运动速度第宇宙速度发射卫星绕球做环绕飞行低发射速度
意义:第宇宙速度造卫星面附环绕球作匀速圆周运动必须具速度称环绕速度
(2)第二宇宙速度
意义:卫星挣脱球束缚成绕太阳运行造行星发射速度称脱离速度
注意:发射速度7.9kms11.2kms卫星绕球运动轨迹椭圆等11.2kms时卫星会脱离球引力绕球运行
(3)第三宇宙速度
:
意义:卫星挣脱太阳引力束缚发射速度称逃逸速度
注意:发射速度11.2kms16.7kms卫星绕太阳作椭圆运动成颗造行星果发射速度等16.7kms卫星挣脱太阳引力束缚飞太阳系外空间
造卫星发射速度运行速度
(1)发射速度:
发射速度指卫星面附离开发射装置初速度旦发射量补充发射颗造球卫星发射速度第宇宙速度
(2)运行速度:
运行速度指卫星进入运行轨道绕球做圆周运动线速度卫星贴着面飞行时运行速度等第宇宙速度卫星轨道半径球半径时运行速度第宇宙速度
3.步卫星
谓步卫星相面静止球具相周期卫星T24h步卫星必须位赤道方距面高h处h定步卫星通讯卫星
:h (T球转周期MR分球质量半径)代入数值h
二梦想成真
呈现问题
师:探索宇宙奥秘奔广阔遥远太空类古梦想梦想成真请学阅读 梦想成真部分.
组织学生讨猜测:
1.抛物体速度逐渐增物体落点逐渐变
2.速度达定值物体落回面
3.物体落回面时环绕面做圆周运动受面引力恰提供心力满足
4.速度增物体落回面做匀速圆周运动万引力提供需心力做离心运动轨道椭圆轨道
5.根万引力心力公式
7.9kms
生:1957年10月4日世界第颗造球卫星发射成功.
1961年4月12日苏联空军少校加加林进入东方号载飞船.火箭点火起飞绕球飞行圈历时108min然重返气层安全降落面铸类进入太空丰碑.
1969年7月16日9时32分阿波罗11号成功登月球蛾航天技术迅速发展.
1992年中国载航天工程正式启动.2003年10月15日9时国神舟五号宇宙飞船酒泉卫星发射中心成功发射中国第位航天员杨利伟送太空.飞船绕球飞行14圈10月16日6时23分安全降落蒙古着陆场.次成功发射实现中华民族千年飞天梦想标志着中国成世界第三够独立开展载航天活动国家进步空间科学研究奠定坚实基础.
伴着神舟’五号发射成功中国已正式启动嫦娥工程开始宇宙探索新征程.
激发学生学兴趣
培养学生实验理结合物理现象进行胆科学猜测力
学生树立献身科学生观价值观
教学总结
1.万引力定律心力公式相结合推导出卫星绕行线速度角速度周期半径关系记住三种宇宙速度数值结合航天知识进行实际计算步卫星众卫星中较特殊种认识特点规律求解题目
2.万引力定律应卫星问题牛顿第二定律天体运行中具体应握万引力定律牛顿第二定律匀速圆周运动力学知识综合解答节问题关键
板书设计
宇宙航行
1.宇宙速度
7.9kms 11.2kms 16.7kms
第宇宙速度卫星发射速度轨道运行速度
2.造球卫星
3.步卫星
定点赤道空周期T高度h线速度v定
4.梦想成真
(1)世界成
(2)中国成
第二课时
案例二
引入新课
1957年前苏联发射第颗造球卫星开创类航天时代新纪元国70年代发射第颗卫星相继发射颗种类卫星掌握卫星回收技术箭星技术99年发射神舟号试验飞船节课学关造球卫星知识
二新课教学
1.宇宙速度
教师活动:请学阅读课文第然段时思考列问题[投影出示]:
1.面抛出物体什落回面?
2.什造球卫星?
学生活动:
1.面抛出物体受球引力作终落回面
2.果面抛出物体时速度足够落回面成绕球运转卫星物体时认颗造球卫星
教师活动:引导学生深入探究
1.月球受球引力作什月亮会落面?
2.物体做抛运动时飞行距离飞行水初速度关系
3.抛出物体水初速度足够物体会样?
学生活动:分组讨出结
1.月球绕球似圆周轨道运转时月球受球引力(重力)充绕运转心力月球会落面
2.抛物体运动规律知:
xv0t ①
h ②
联立①②: xv0
物体飞行水距离初速度v0竖直高度h关竖直高度相情况水距离初速度v0关水初速度越飞行越远
3.抛水初速度足够时物体飞行距离球圆球体物体落回面成颗绕球运转卫星
教师活动:总结点评
演示造卫星发射原理图:抛物体速度逐渐增飞行距离着增速度足够时成颗绕运转卫星
牛顿抛现象猜想卫星发射原理没猜想实现天科学家牛顿猜想变成现实
教师活动:[渡语]面学知抛物体初速度足够时成卫星什程度足够呢?面讨问题
请学考虑面问题:
1.卫星环绕球运转动力学方程什?
2.什高轨道发射卫星低轨道发射困难?
3.什第宇宙速度?什第二宇宙速度?什第三宇宙速度?
学生活动:阅读找出答案
1.卫星绕球运转时做匀速圆周运动时动力学方程:G
2.高轨道发射卫星时火箭须克服球引力做更功火箭求更高较困难
3.造卫星面附绕球做匀速圆周运动时必须具速度第宇宙速度
造卫星绕球做椭圆轨道运动时具运转速度第二宇宙速度
造卫星挣脱太阳引力束缚飞太阳系外宇宙中时必须具速度第三宇宙速度
教师活动:引导学生深入探究
1.卫星绕球运转半径少?
2.结合卫星运转动力学方程推导第宇宙速度
学生活动:分组讨出答案
1.卫星运转半径似等球半径球表面绕运转
2.万引力定律牛顿第二定律
: Gm ①
万引力似等物体重力
: Gmg ②
①②两式 v
代入数 v7.9kms
教师活动:总结点评
课件演示三宇宙速度
2.梦想成真
教师活动:引导学生阅读关容学生解类探索宇宙奥秘中已取辉煌成体会国征服宇宙太空程中取伟成培养学生爱国热情愿科学献身精神
视频展示:国载飞船神州五号升空实况
学生活动:阅读课发表感想
教学总结
造球卫星动力学原
宇宙速度
发射速度运行速度
板书设计
宇宙航行
宇宙速度
第宇宙速度
1.第宇宙速度(环绕速度) v17.9kms
2.第二宇宙速度(脱离速度) v211.2kms
3.第三宇宙速度(逃逸速度) v316.7kms
二卫星:万引力提供心力
三梦想成真:
世界探索太空成
中国探索太空成
作业布置
1.步卫星指相面动造球卫星(D )
A.面点正方离心距离需选择值
B.面点正方离心距离定
C.赤道正方离心距离需选择值
D.赤道正方离心距离定
解析:球转转轴通球南北极轴线卫星绕球转心力球卫星万引力提供步卫星处赤道正方球转步距心距离r式决定:中T24hr定值答案D
2.假做圆周运动造球卫星轨道半径增原2倍做圆周运动( CD )
A.根公式vωr知卫星运动线速度增原2倍
B.根公式知卫星需心力减少原
C.根公式知球提供心力减原
D.根述BC中出公式知卫星运动线速度减原
解析:式出离球越远卫星速度越半径加倍时球卫星万引力变原球提供心力减原速度变原倍
3.设球均匀球体角速度ω球纬度φ某处质量m物体处静止状态球该物体万引力F球半径R物体重量G纬度φ关系(D )
A.
B.Fcosφ
C.Fsinφ
D.
解析:物体受球引力F分解物体重力G物体球转需心力两分力
∴
4.两颗造卫星AB绕球做圆周运动周期轨道半径运动速率分( D )
A.
B.
C.
D.
解析:
∴
∵
∴
5.国1984年4月8日成功发射颗实验球步通信卫星1986年2月1日成功发射颗实球步通信卫星进入预定轨道两颗卫星轨道半径___1:1 __运动周期___1:1 __第颗通信卫星绕球转动角速度球转角速度___1:1___
提示:球步卫星球相静止运动周期24h速度相∴步卫星轨道半径均相
6.列说法正确(AB)
A.第宇宙速度面发射造球卫星发射速度
B.第宇宙速度球表面附环绕球运转卫星速度
C.第宇宙速度步卫星环绕速度
D.卫星面发射时发射速度越卫星距离面高度越环绕速度第宇宙速度
点拨:第宇宙速度造球卫星发射速度卫星绕球运转速度离越高卫星绕球运转速度越
7.造卫星心圆心做匀速圆周运动列说法正确( B )
A.半径越速度越周期越
B.半径越速度越周期越
C.卫星速度相半径关
D.卫星角速度相半径关
点拨:知 r越v越知r越v越T越A错Bvr关C错误r关D错
8.宇航员星球速度v0竖直抛物体t秒落回手中已知该星球半径R该星球第宇宙速度( B )
A. B. C. D.
点拨:竖直抛运动求该星球表面重力加速度根第宇宙速度表达式正确答案
9.造球卫星中物体处失重状态指物体( C )
A.受球引力作 B.受合力零
点拨:注意理解超重失重完全失重概念
10.关球步卫星定具相( BD )
A.质量 B.高度 C.心力 D.周期
点拨:考察步卫星理解
11.造球卫星绕球作匀速圆周运动轨道半径R线速度v周期T卫星周期变成2T办法( C )
A.R变线速度变v2 B.v变轨道半径变2R
C.轨道半径变 D.速度轨道半径加倍
点拨:根天体运动规律分析求
12.1999年2005年五年时间国已成功发射六艘神舟号宇宙飞船实现中国两次载航天飞行标志着国载航天事业取新进展飞船绕球轨道作匀速圆周运动运行速度v( A )
A.v<7.9kms B.v=7.9kms C.7.9kms<v<11.2kms D.v=11.2kms
点拨:注意理解运行速度发射速度关系
13.银河系恒星中约四分双星某双星质量等星体S1S2构成两星相互间万引力作绕两者连线某定点C做匀速圆周运动天文观察测运动周期TS1C点距离r1S1S2距离r已知引力常量G求出s2质量( D )
A. B. C. D.
点拨:题考察双星认识掌握双星具相周期角速度
14.关造球卫星中物体超重失重问题面说法正确( ABC )
A.发射程中加速时产生超重现象
B.降落程中减速时产生超重现象
C.进入轨道时作匀速圆周运动产生失重现象
D.失重球卫星物体作力减引起
点拨:考察超重失重理解
15.两质量相等造球卫星AB绕球运行轨道半径列说法中正确( B )
A.公式知卫星a心力b
B.公式知卫星a心力b
C.公式知卫星a心力b2倍
D.说法
点拨:注意公式正确
16.神舟六号载飞船升空离面高h轨道做匀速圆周运动已知球半径R球表面处重力加速度g宇航员站飞船舱底静止动时求:(1)宇航员舱底压力简说明理(2)宇航员运动加速度
解答:
(1)宇航员舱底压力零球宇航员万引力恰提供宇航员飞船绕球作匀速圆周运动需心力宇航员处完全失重状态
(2)球表面宇宙飞船轨道
联立解
17.某中子星质量约半径求:(1)中子星表面处落体加速度?(2)贴中子星表面圆轨道运动卫星环绕速度?
(
解答:
(1)代入数值解
(2)代入数值
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