教科版必修二 3.4人造卫星宇宙速度 教案2.docVIP

第4节 人造卫星 宇宙速度教学过程： 教学环节 教学内容 教学说明 一、利用图片，创设情景，引出课题 二、探究卫星是如何发射和环绕的 1由学生讲述卫星的形成过程2观看视频：“嫦娥一号”的发射、变轨和环绕地球运行的模拟演示 卫星的形成过程很复杂，经过简化可以看出有这样几步：发射、转轨、环绕 随着“神舟五号”、“神舟六号”和“嫦娥一号”的发射，各种媒体全方位报道，学生对卫星的了解程度已经很高了，给学生机会回顾和感受提出问题 三、如何研究卫星的运动 1观看视频：卫星模拟轨道 一部分卫星的轨道是圆的，还有一部分卫星的轨道是椭圆的 我们把椭圆轨道也近似为圆来处理，这样就可以按照圆周运动的规律来研究卫星的运动了2神舟五号的椭圆轨道远地点和近地点的距离分别是 350 千米和 200 千米地球半径是 6400 千米，请学生讨论说明能否近似用圆周运动代替椭圆轨道研究卫星问题3探究卫星做圆周运动时由什么力提供向心力地球对卫星的引力和卫星需要的向心力之间有什么样的关系？ 课件演示各种不同的卫星轨道教师总是告诉学生用圆周运动规律处理卫星问题，学生会是心存疑虑：“这样的处理有用吗？”用圆周运动处理卫星问题不仅简化了问题，也是符合实际情况的通过真实数据让学生心悦诚服地接受这种近似 四、推导卫星的环绕速度、角速度、周期 （一）线速度以及线速度的变化 1人造地球卫星在空中运行时 , 仅受到地球对它的万有引力作用，这时，这个运动就是卫星做匀速圆周运动所需要的向心力 根据由上式可知， r 越大，即卫星离地面越高 , 它环绕地球运动的速度v越小对于靠近地面运行的卫星，可以认为 r 近似等于地球的半径地球对物体的引力近似等于卫星的重力 mg ，则有： v 7.9km /s 这就是人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，是所有环绕地球运动的卫星的最大速度这个速度也是发射一颗地球人造卫星所具有的最小速度，叫第一宇宙速度 2播放视频：三颗不同轨道卫星的速度不同 由学生推导并讨论线速度、角速度、周期随轨道半径的变化 线速度随着半径的变化而变化 学生学习卫星最大的难点在于没有空间整体形象，通过视频、课件让学生建立起地球与卫星之间的立体图景是很重要的 （二）角速度以及角速度的变化 同步卫星 （ 1 ）同步卫星的高度是确定的： h 36000 km （ 2 ）理解同步卫星“同步”的意义 （ 3 ）探究同步卫星的位置 2观看视频：同步卫星的轨道以及同步卫星的发射推导之后由学生讨论：角速度随着轨道半径的变化而变化 学生对同步卫星这个词很熟悉，对什么是同步、什么位置可以同步不了解 提出问题：是否可以在北京上空固定一颗同步卫星？ （三） 周期以及周期的变化 周期最小的卫星同时也是速度最大的卫星 2观看视频：离地面不同高度的卫星速度大小不同，周期不同3讨论：线速度、角速度、周期与轨道半径之间的关系：一定四定，一变四变 推导之后由学生讨论：周期随着轨道半径的变化而变化视频中三颗不同的卫星，轨道半径、线速度、角速度、周期都不同，对同一颗卫星来说，这四个物理量之间有着怎样的关系？ 五、卫星的发射速度 1讨论卫星是怎样发射出去的？ 录像显示发射过程很复杂，我们把复杂的技术过程略去，回到基本原理上来，一个物体如何成为一颗卫星呢？2牛顿的设想：观看视频 从四条轨迹看，物体成为一颗地球卫星的条件，就是平行于地面发射的速度要足够大 第一宇宙速度： 7.9km /s 第二宇宙速度： 11.2km /s 第三宇宙速度： 16.7km /s3观看视频：以不同的速度发射的物体轨迹不同 直接告诉学生宇宙速度是发射速度，学生虽然接受，心中的疑虑是很大的，每个卫星发射前的速度不都是零吗？哪个速度才是发射速度呢？ 六、简述我国航天发展 1图片：嫦娥奔月的轨迹图2回顾卫星的发展，展望我国航天事业的未来 卫星的发射有时候要从低轨道通过变轨到高轨道，卫星返回时要从高轨道通过变轨回到低轨道，变轨是怎么实现的呢？ 教学流程图：学习效果评价： （略根据实际情况设计，注意可操作性）教学反思：1卫星问题涉及到发射、变轨和环绕三个环节课标要求重点在环绕部分，对发射只要求了解三个宇宙速度随着“神舟五号”、“神舟六号”和“嫦娥一号”发射过程的全方位报导，学生对卫星的了解已经很丰富了尤其对点火升空、 椭圆轨