人造卫星 宇宙速度 -

1 / 6 人造卫星 宇宙速度 - m 教学目标 知识目标： 1、通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的研究，使学生初步掌握研究此类问题的基本方法：万有引力作为圆周运动的向心力； 2、使学生对人造卫星的发射、运行等状况有初步了解，使多数学生在头脑中建立起较正确的图景； 能力目标 通过学习万有引力定律在天文学上的应用，通过解世界和中国的航天事业的发展，了解世界上第一颗人造卫星、第一个宇宙飞船、第一个宇航员的知识，了解中国的神州一号、神州二号、神州三号的发射与回收，增 强学生的爱国主义热情 情感目标 通过学习万有引力定律在天文学上的应用，使学生真切感受到用自己所学的物理知识能解决天体问题，能解决实际问题，增强学生学习物理的热情 教学建议 本节的教学过程中在加强应用万有引力定律的同时，还2 / 6 应注重卫星的发射过程 .请教师注意下列几个问题 . 一、天体运动和人造卫星运动模型 二、地球同步卫星 三、卫星运行速度与轨道 卫星从发射升空到正常运行的连续过程，一般可分为几个阶段，每个阶段对应不同的轨道例如发射轨道、转 移轨道、运行轨道、同步轨道、返回轨道等有些卫星的发射并不是直接到达运行轨道，而需要多次变轨例如地球同步卫星就是先发射到近地的圆轨道上，再变为椭圆形转移轨道，最后在椭圆形轨道的远地点变为同步轨道因此发射过程需多级火箭推动 教学设计方案 教学重点：万有引力定律的应用 教学难点：人造地球卫星的发射 教学方法：讨论法 教学用具：多媒体和计算机 教学过程： 一、人造卫星的运动 问题： 1、地球绕太阳作什么 运动？ 3 / 6 回答：近似看成匀速圆周运动 2、谁提供了向心力？ 回答：地球与太阳间的万有引力 3、人造卫星绕地球作什么运动？ 回答：近似看成匀速圆周运动 4、谁提供了向心力？ 回答：卫星与地球间的万有引力 请学生思考讨论下列问题： 例题 1、根据观测，在 土星外围有一个模糊不清的光环，试用力学方法判定土星的光环究竟是与土星相连的连续物，还是绕土星运转的小卫星群？ 分别请学生提出自己的方案并加以解释： 1、如果是连续物则：这些物体作匀速圆周运动的线速度与半径成正比， 2、如果是卫星则：这些物体作匀速圆周运动的线速度与半径的平方根成反比，这个题可以让学生充分讨论 二、人造卫星的发射 问题： 1、卫星是用什么发射升空的？ 回答：三级火箭 2、卫星是怎样用火箭发射升空的？ 4 / 6 学生可以讨论并发表自己的观点 下面我们来看一道题目： 例题 2、 1999 年 11月 21日，我国 “ 神州 ” 号宇宙飞船成功发射并收回，这是我国航天史上重要的里程碑新型“ 长征 ” 运载火箭，将重达的飞船向上送至近地轨道 1，飞船与火箭分离后，在轨道 1 上以速度 /s绕地球作匀速圆周运动试回答下列问题： （ 1）根据课文内容结合例题（ 2）（ 3）（ 4）问画出图示 （ 2）轨道 1 离地的高度约为： A、 8000kmB、 1600kmc、 6400kmD、 42000km 解：由万有引力定律得： 解得： =1600km 故选（ B） （ 3）飞船在轨道 1 上 运行几周后，在点开启发动机短时间向外喷射高速气体使飞船加速，关闭发动机后飞船沿椭圆轨道2 运行，到达点开启发动机再次使飞船加速，使飞船速率符合圆轨道 3 的要求，进入轨道 3 后绕地球作圆周运动，利用同样的方法使飞船离地球越来越远，飞船在轨道 2 上从点到点过程中，速率将如何变化？ 5 / 6 解：由万有引力定律得： 解得： 所以飞船在轨道 2 上从点到点过程中，速率将减小 （ 4）飞船在轨道 1、 2、 3 上正常运行时： 飞船在轨道 1上的速率与轨道 3上的速率哪个大？为什么？ 回答 ：轨道 1 上的速率大 飞船在轨道 1 上经过 点的加速度与飞船在轨道 2 上经过点的加速度哪个大？为什么？ 回答：一样大 飞船在轨道 1上经过点的加速度与飞船在轨道 3上经过点的加速度哪个大？为什么？ 回答：轨道 1 上的加速度大 探究活动