2019-2020年人教版必修二6.5《宇宙航行》WORD教案3.doc
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2019-2020年人教版必修二6.5《宇宙航行》WORD教案3 課 題 6.5宇宙航行 課 型 新授課(2課時) 教 學 目 標 知識與技能 1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識. 2.知道三個宇宙速度的含義,會推導(dǎo)第一宇宙速度. 過程與方法 通過用萬有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度.培養(yǎng)學生運用知識解決問題的能力. 情感、態(tài)度與價值觀 1.通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況.激發(fā)學生的愛國熱情. 2.感知人類探索宇宙的夢想.促使學生樹立獻身科學的人生價值觀. 教學重點、難點 教學重點 第一宇宙速度的推導(dǎo). 教學難點 運行速率與軌道半徑之間的關(guān)系. 教 學 方 法 探究、講授、討論、練習 教 學 手 段 教具準備 錄像資料、多媒體課件 教 學 活 動 (一)引入新課 1957年前蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星,開創(chuàng)了人類航天時代的新紀元。我國在70年代發(fā)射第一顆衛(wèi)星以來,相繼發(fā)射了多顆不同種類的衛(wèi)星,掌握了衛(wèi)星回收技術(shù)和“一箭多星”技術(shù),99年發(fā)射了“神舟”號試驗飛船。這節(jié)課,我們要學習有關(guān)人造地球衛(wèi)星的知識。 (二)進行新課 1、牛頓的設(shè)想 (1)牛頓對人造衛(wèi)星原理的描繪。 設(shè)想在高山上有一門大炮,水平發(fā)射炮彈,初速度越大,水平射程就越大,可以想象當初速度足夠大時,這顆炮彈將不會落到地面,將和月球一樣成為地球的一顆衛(wèi)星。 (2)人造衛(wèi)星繞地球運行的動力學原因。 人造衛(wèi)星在繞地球運行時,只受到地球?qū)λ娜f有引力作用,人造衛(wèi)星作圓周運動的向心力由萬有引力提供。 (3)人造衛(wèi)星的運行速度。 設(shè)地球質(zhì)量為M,衛(wèi)星質(zhì)量為m,軌道半徑為r,由于萬有引力提供向心力,則 , ∴, 可見:高軌道上運行的衛(wèi)星,線速度小。 提出問題:角速度和周期與軌道半徑的關(guān)系呢? , 可見:高軌道上運行的衛(wèi)星,角速度小,周期長。 引入:高軌道上運行的衛(wèi)星速度小,是否發(fā)射也容易呢?這就需要看衛(wèi)星的發(fā)射速度,而不是運行速度 2、宇宙速度 (1)第一宇宙速度 ⑴推導(dǎo): 問題:牛頓實驗中,炮彈至少要以多大的速度發(fā)射,才能在地面附近繞地球做勻速圓周運動?地球半徑為6370km。 分析:在地面附近繞地球運行,軌道半徑即為地球半徑。由萬有引力提供向心力: , 得: 又∵ ∴ 結(jié)論:如果發(fā)射速度小于7.9km/s,炮彈將落到地面,而不能成為一顆衛(wèi)星;發(fā)射速度等于7.9km/s,它將在地面附近作勻速圓周運動;要發(fā)射一顆半徑大于地球半徑的人造衛(wèi)星,發(fā)射速度必須大于7.9km/s。可見,向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難。 ⑵意義:第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球作勻速圓周運動所必須具有的速度,所以也稱為環(huán)繞速度。 (2)第二宇宙速度 大小。 意義:使衛(wèi)星掙脫地球的束縛,成為繞太陽運行的人造行星的最小發(fā)射速度,也稱為脫離速度。 注意:發(fā)射速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,衛(wèi)星繞地球運動的軌跡為橢圓;等于或大于11.2km/s時,衛(wèi)星就會脫離地球的引力,不再繞地球運行。 (3)第三宇宙速度。 大?。?。 意義:使衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度,也稱為逃逸速度。 注意:發(fā)射速度大于11.2km/s,而小于16.7km/s,衛(wèi)星繞太陽作橢圓運動,成為一顆人造行星。如果發(fā)射速度大于等于16.7km/s,衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛,飛到太陽系以外的空間。 3、人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運行速度 (1)發(fā)射速度: 發(fā)射速度是指衛(wèi)星在地面附近離開發(fā)射裝置的初速度,一旦發(fā)射后再無能量補充,要發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星,發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。 (2)運行速度: 運行速度指衛(wèi)星在進入運行軌道后繞地球做圓周運動的線速度。當衛(wèi)星“貼著”地面飛行時,運行速度等于第一宇宙速度,當衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑時,運行速度小于第一宇宙速度。 3.同步衛(wèi)星 所謂同步衛(wèi)星,是相對于地面靜止的,和地球具有相同周期的衛(wèi)星,T=24h,同步衛(wèi)星必須位于赤道上方距地面高h處,并且h是一定的。同步衛(wèi)星也叫通訊衛(wèi)星。 由得:h= (T為地球自轉(zhuǎn)周期,M、R分別為地球的質(zhì)量,半徑)。代入數(shù)值得h=。 例題分析 【例題1】有兩顆人造衛(wèi)星,都繞地球做勻速圓周運行,已知它們的軌道半徑之比r1:r2=4:1,求這顆衛(wèi)星的:⑴線速度之比;⑵角速度之比;⑶周期之比;⑷向心加速度之比。 解:⑴由得 所以 ⑵由得 所以 ⑶由得 ⑷由得 【例題2】地球半徑為6400km,在貼近地表附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星速度為7.9103m/s,則周期為多大?估算地球的平均密度。 解:⑴; ⑵由 得: 思考:能否發(fā)射一顆周期為80min的人造地球衛(wèi)星? (三).夢想成真 (展示問題) 師:探索宇宙的奧秘,奔向廣闊而遙遠的太空,是人類自古以來的夢想,那么夢想成真了嗎?請同學們閱讀教材“夢想成真”部分. 生:1957年10月4日,世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功. 1961年4月12日,蘇聯(lián)空軍少校加加林進入了“東方一號”載人飛船.火箭點火起飛繞地球飛行一圈,歷時108min,然后重返大氣層,安全降落在地面上,鑄就了人類進入太空的豐碑. 1969年7月16日9時32分,“阿波羅11號”成功登臨月球,蛾人航天技術(shù)迅速發(fā)展. 1992年,中國載人航天工程正式啟動.2003年10月15日9時,我國“神舟”五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,把中國第一位航天員楊利偉送人太空.飛船繞地球飛行14圈后,于10月16日6時23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場.這次成功發(fā)射實現(xiàn)了中華民族千年的飛天夢想,標志著中國成為世界上第三個能夠獨立開展載人航天活動的國家,為進一步的空間科學研究奠定了堅實的基礎(chǔ). 伴隨著“神舟’五號的發(fā)射成功,中國已正式啟動“嫦娥工程”,開始了宇宙探索的新征程. (四)課堂小結(jié) 人造地球衛(wèi)星的動力學原因。 宇宙速度。 發(fā)射速度與運行速度。 例題分析 【例題1】有兩顆人造衛(wèi)星,都繞地球做勻速圓周運行,已知它們的軌道半徑之比r1:r2=4:1,求這顆衛(wèi)星的:⑴線速度之比;⑵角速度之比;⑶周期之比;⑷向心加速度之比。 解:⑴由得 所以 ⑵由得 所以 ⑶由得 ⑷由得 【例題2】地球半徑為6400km,在貼近地表附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星速度為7.9103m/s,則周期為多大?估算地球的平均密度。 解:⑴; ⑵由 得: 思考:能否發(fā)射一顆周期為80min的人造地球衛(wèi)星? 學 生 活 動 作 業(yè) 教材78頁1、2、3 板 書 設(shè) 計 1、宇宙速度 7.9km/s 11.2km/s 16.7km/s 第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是在軌道上運行的最大速度 2、人造地球衛(wèi)星 3、同步衛(wèi)星 定點在赤道上空,周期T、高度h、線速度v一定。T=24h h=36000km v=3.1km/s 4、夢想成真 (1)世界的成就 (2)中國的成就 教 學 后 記 23- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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