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2019-2020年高中物理 6.5.人造衛(wèi)星、宇宙速度教案 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 6.5.人造衛(wèi)星、宇宙速度教案 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 6.5.人造衛(wèi)星、宇宙速度教案 新人教版必修1一、學(xué)目標(biāo)1.知道并會推倒第一宇宙速度. 2.能區(qū)分最小發(fā)射速度和衛(wèi)星最大速度。二、教學(xué)重點(diǎn) 1.第一宇宙速度的推導(dǎo). 2.運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系. 三、教學(xué)難點(diǎn) 運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系. 四、教學(xué)方法 1.關(guān)于第一宇宙速度和地球同步衛(wèi)星軌道的教學(xué),采用電教法、推導(dǎo)法、歸納法、講授法等綜合教法進(jìn)行. 2.關(guān)于天體的幾個層次的教學(xué),采用電教法、講授法進(jìn)行. 五、教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 1.問:在高山上用不同的水平初速度拋出一個物體,不計空氣阻力,它們的落地點(diǎn)相同嗎? 學(xué)生:它們的落地點(diǎn)不同,速度越大,落地點(diǎn)離山腳越遠(yuǎn).因?yàn)樵谕蛔呱缴蠏伋?,它們在空中運(yùn)動的時間相同,速度大的水平位移大,所以落地點(diǎn)也較遠(yuǎn). 教師:假設(shè)被拋出物體的速度足夠大,物體的運(yùn)動情形又如何呢? 學(xué)生進(jìn)行猜想. 教師總結(jié),并用多媒體模擬. 如果地面上空有一個相對于地面靜止的物體,它只受重力的作用,那么它就做自由落體運(yùn)動,如果物體在空中具有一定的初速度,且初速度的方向與重力的方向垂直,那么它將做平拋運(yùn)動,牛頓曾設(shè)想過:從高山上用不同的水平速度拋出物體,速度一次比一次大,落地點(diǎn)也一次比一次離山腳遠(yuǎn),如果沒有空氣阻力,當(dāng)速度足夠大時,物體就永遠(yuǎn)不會落到地面上來,它將圍繞地球旋轉(zhuǎn),成為一顆繞地球運(yùn)動的人造地球衛(wèi)星,簡稱人造衛(wèi)星. 2.引入:那么人造衛(wèi)星的軌道半徑和它的運(yùn)動速率之間有什么關(guān)系呢?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個問題。 新課教學(xué) (一)宇宙速度 1.設(shè)一顆人造衛(wèi)星沿圓形軌道繞地球運(yùn)轉(zhuǎn). 教師:衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力由什么力提供? 學(xué)生:由衛(wèi)星所受地球的萬有引力來提供. 據(jù)上述關(guān)系你能得到什么表達(dá)式? 學(xué)生: 所以我們得到 教師:在公式中,M為地球質(zhì)量,G為引力恒量,r為衛(wèi)星軌道半徑.此式為衛(wèi)星繞地球正常運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度的表達(dá)式. 2.討論v與r之間的關(guān)系: 學(xué)生:由于GM一定,r越小,線速度v越大,反之,r越大,v越小. 教師:由此我們得到:距地面越高的衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速率越小.那么,是向高軌道發(fā)射困難,還是向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難呢? 學(xué)生:向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難,因?yàn)橄蚋哕壍腊l(fā)射衛(wèi)星,火箭要克服地球?qū)λ囊ψ龈嗟墓? 3.對于靠近地面運(yùn)行的人造衛(wèi)星,求解它繞地球的速率. 學(xué)生解答. 在多媒體實(shí)物投影儀上抽查展示解題過程. 對于靠近地面運(yùn)行的人造衛(wèi)星,可以認(rèn)為此時的r近似等于地球的半徑R,則 教師:這個速度就是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動所必須具有的速度,叫第一宇宙速度. 4.討論: 第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球的最大速度,為什么? 為什么說第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度? 學(xué)生討論后,教師總結(jié): 第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成: 一是發(fā)射衛(wèi)星進(jìn)入最低軌道所必須具有的最小速度. 二是衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最大環(huán)繞速度,即所有衛(wèi)星的環(huán)繞速度均小于7.9km/s. 過渡:如果衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,此時衛(wèi)星的運(yùn)行軌道又如何呢?5.教師講解,并用多媒體模擬: 當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它繞地球運(yùn)動的軌跡就不是圓形,而是橢圓. 當(dāng)物體的速度等于或大于11.2km/s時,衛(wèi)星就會脫離地球的引力,不再繞地球運(yùn)行,這個速度叫做第二宇宙速度,也叫脫離速度. 達(dá)到第二宇宙速度的物體還受到太陽的引力,如果使衛(wèi)星的速度等于或者大于16.7km/s,這個速度叫做第三宇宙速度. (二)用多媒體放映“航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行”的錄像資料,使學(xué)生了解我國在航天技術(shù)上所取得的巨大成就. (三)行星、恒星、星系和宇宙 教師:在萬有引力的應(yīng)用中,我們談到了利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星,本節(jié)課我們又學(xué)習(xí)了人造衛(wèi)星,那么在宇宙中還有哪些天體存在呢? 1.學(xué)生閱讀課文. 2.學(xué)生總結(jié)天體的層次. 行星恒星星團(tuán)星系宇宙 3.用多媒體展示天體各層次的實(shí)例. 4.問:那么宇宙又是如何形成的呢? 教師介紹宇宙大爆炸理論及該理論的依據(jù): 宇宙大爆炸理論認(rèn)為:宇宙起源于約二百億年前的一次大爆炸,爆炸初期,宇宙中現(xiàn)在可以看到的所有物質(zhì)都聚積在一起,宇宙的密度非常大,溫度非常高,隨著宇宙的不斷膨脹,溫度逐漸下降.星系、恒星、行星、生命等逐漸形成,直至現(xiàn)在我們所處的這個宇宙. 現(xiàn)代觀測表明,除了銀河系附近幾個星系外,幾乎所有的星系都在遠(yuǎn)離銀河系,而且遠(yuǎn)離的速度與距離成正比,這說明宇宙在膨脹著,這一事實(shí)為宇宙大爆炸理論奠定了基礎(chǔ). 學(xué)生據(jù)課文內(nèi)容,想象今后的宇宙將怎樣發(fā)展演化下去. 教師:有關(guān)宇宙是怎樣產(chǎn)生的,又將如何演化下去等問題還有許多課題需要我們不斷地去研究、探索,希望同學(xué)們努力學(xué)習(xí),將來投入到這一研究中. 六、小結(jié) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道了: 1.第一宇宙速度(環(huán)繞速度)v1=7.9km/s 2.第二宇宙速度(脫離速度)v2=11.2km/s 3.第三宇宙速度(逃逸速度)v3=16.7km/s 2.宇宙中天體的層次: 行星恒星星團(tuán)星系宇宙 七、板書設(shè)計

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