万有引力与航天.doc

万有引力与航天教学目标：一、知识与技能1理解牛顿著作中所描绘的人造卫星的原理图，知道天体运动中的向心力是由万有引力提供的.2了解人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运动时各物理量之间的关系3知道三个宇宙速度的含义，根据万有引力定律公式和向心力公式会推导第一宇宙速度二、过程与方法通过课件虚拟情境，动态演示，使学生直观理解卫星原理，能够猜测、分析、推理物理现象和过程。通过大量的卫星图片、网络信息，激发学生课堂学习兴趣；并提供给学生课下拓展学习的平台。使学生能够在条件允许的情况下主动、自主的学，培养学生运用知识解决问题的能力三、情感、态度与价值观1通过介绍世界以及我国在卫星发射方面的情况激发学生的爱国热情2感知人类探索宇宙的梦想促使学生树立献身科学的人生价值观教学重点：第一宇宙速度的推导及理解教学难点：运行速度和发射速度的区别教学方法：探究、模拟、讲授、讨论、练习课时安排：1课时二、新课教学（一）引入新课教师活动：播放卫星发射视频短片，感受今人古人的飞天梦想（求趣），引入新课（二）进行新课教师活动：提出问题，引导学生展开丰富的想象1、为什么从地面抛出的物体总要落回地面？2、如何让抛出的物体飞行的远些？3、是否有可能使物体具有足够大的速度而再也落不回地面呢？教师活动：总结，点评、演示卫星发射模拟一、牛顿的设想牛顿对人造卫星原理的描绘。牛顿在思考万有引力定律时就曾思考过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果速度足够大，物体就不会落到地面上来，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。那么至少需要多大的速度才能使物体成为卫星呢？教师活动：提出问题1：卫星做什么运动？2：当物体成为一颗人造卫星后，它做圆周运动所需的向心力是什么力提供的？教师活动：总结二、人造卫星绕地球运行的动力学原因。人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。教师活动：提出问题1设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，卫星的速度为V，角速度为w,周期为T，同学们列出万有引力与V、 w、T的关系式2当卫星恰能围绕着地球做圆周运动，需要为它提供多大的速度?（给出数据）由于万有引力提供向心力，则，=7.9km/s教师活动：引入：第一宇宙速度三、宇宙速度（1）第一宇宙速度定义：大小：v1=7.9km/s教师活动;提出问题引导学生进一步理解第一宇宙速度1.卫星在低轨道和高轨道上做圆周运动时的运行速度哪个更大呢？为什么呢？2.将卫星送入低轨道和高轨道哪一个更难？哪一个需要的发射速度更大？为什么3.发射速度和运行速度是同一个速度吗？教师活动：总结第一宇宙速度是最大的运行速度（在环绕地球做匀速圆周运动的所有可能速度中）第一宇宙速度是发射卫星的最小发射速度（发射速度不能低于它，否则卫星将不能环绕地球做圆周运动而落回地面）教师活动：激疑当发射速度大于7.9km/s时，卫星的轨道还是圆吗？发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。（2）第二宇宙速度定义大小。教师活动：引入第三宇宙速度（3）第三宇宙速度。定义:大小：。教师活动：总结不同发射速度下的卫星轨道教师活动：四：飞天梦想成真第一颗发射成功的人造卫星介绍第一颗发射失败的人造卫星介绍各种各样的人造卫星介绍(技术、气象、通信、军事等)美国航天员阿姆斯特朗登月中国航天成就的重要标志（航天、载人、太空行走）人类遨游太空回顾 (三）课堂小结一、牛顿的设想 -发射人造卫星 二、卫星的动力学方程 F万 = F向三、宇宙速度：第一宇宙速度（环绕速度）：v1