人造卫星宇宙速度

1、课题4.5人造卫星、宇宙速度课型复习课知识与技能：1. 理解三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度。2. 能够熟练推导并灵活运用卫星的各物理量随轨道半径的变化而变化的规律。 过程与方法：教学目标3. 经历对人造卫星在轨稳定运行”和变轨运动分析”的过程，体会理想化方法在分 析问题时的应用，建立正确的运动模型。情感态度价值观：4. 体会物理原理和方法对科学研究的巨大指导作用，激起复习的兴趣和动力，树立 远大的科学理想。重点卫星各物理量随轨道半径的变化而变化的规律难点变轨分析，双星问题教学过程教学环节 I教师活动I学生活动设计意图知识梳理1例题评析11. 简述考试说明要求及命题热点2. 展示：卫星绕地球运

2、动的物理情景图，并简要介绍, 总结出常见结论*-D - I - -W臣嚼li-七士厂主“淮i建-结论：（1 ）圆轨道的圆心必为地球的球心（2）圆轨道不一定与赤道面重合3.展示并引领学生讨论：卫星各物理量随轨道半径的 变化规律（1）基本原理：万有引力提供向心力1.思考并即时说出自己的结论-ma定量结论:GMGM 2 r#2 ntn-桝讦r=朋（卩F/Gm（3）定性描述：卫星的角速度、线速度、向心加速度都随轨道半 径的增大而减小，周期随轨道半径的增大变长。例1:质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道 上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为 M，月球半径为R，月球表面重力加速度为 g,引力

3、常 量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（）A .线速度B 角速度=jgRC.运行周期T =2兀_ GmD .向心加速度-RT2.在练习本上书写一条龙的原理式，并进行推导，得出定量结论思考，分析 解决问题让学生通过 图形对实际 的卫星运动 图景获得感 性的认识，以 便后续的审 题做题有所 依靠。通过本题让 学生体会航 天器在稳定 轨道上运行 时其物理量 分析的原理 和方法的应 用。应用方法 和结论、熟悉 情景和题型。3,深化提高1变式1.太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“ Glicsc581运行的行星“ GB81C ”却很值得我们期待。 该行星的温度在 0C到40C之间，质量是地球的

4、6倍, 直径是地球的 1.5倍、公转周期为13个地球日。“Glicsc581的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀 速圆周运动，则（）A .在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度 相同2B.如果人到了该行星，其体重是地球上的2 倍3C .该行星与“Glicsc581的距离是日地距离的區倍V365D .由于该行星公转速率比地球大，地球上的米 尺如果被带上该行星，其长度一定会变短引领学生进行卫星变轨运动分析：基本原理：当卫星由于某种原因速度突然改变时，万 有引力就不再等于向心力，卫星将做变轨运动Tb知识梳理2思考讨论:图示卫星从低轨道1经椭圆轨道2变

5、轨到高轨道 试比较图中的几个速度大小：V1、V2A、V2B弋3方法指导：稳定轨道的比较：V1V3变轨的比较：V2A V1 ， V3 V2B独立完成 变式1，核 对答案后 师生共同 讨论。1.跟随教 师的思路, 理解卫星 变轨时的 动力特点 和常见结 论2.完成思 考与讨论, 通过听讲 掌握比较 速度的方 法本题情境较 例1更为复 杂一些，是给 学生设置的 挑战性任务， 激励学生复 习提升的动 力。1.对学生理 解上有障碍 的知识点进 行详细解析。2.通过思考 题的设置，检 验学生对变 轨问题的理 解程度。例题评析2知识梳理2例2(2010年江苏卷)2009年5月，航天飞机在完成对 哈勃空间望远

6、镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道n,B为轨道n上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有(轨道I”f、轨道n AA .在轨道n上经过 A的速度小于经过 B的速度 B .在轨道n上经过 A的动能小于在轨道I上经过 的动能C.在轨道n上运动的周期小于在轨道I上运动的周 期D .在轨道n上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度1. 简介同步卫星的特点：五个一定(1) 轨道平面与赤道平面共面(2) 周期与地球自转周期相同(3) 角速度与地球自转的角速度相同(4) 高度一定(5) 速率一定2. 思考讨论：比较图中三物体的线速度大小A:处在赤道表面的物体B:赤道上空稳定圆

7、轨道近地飞行的卫星C:同步卫星方法指导：A、C角速度相同；B、C运行规律相同定时2分钟 思考并完 成例一1.认真听 讲，体会并 熟记同步 卫星的运 动特点2.完成思 考与讨论, 掌握比较 三物体速 度大小的 方法。检验对变轨 问题的掌握 程度。补充关于同 步卫星的知 识点变式2.我国第五颗北斗导航卫星是一颗地球同步 轨道卫星.如图所示，假若第五颗北斗导航卫星先沿 椭圆轨道I飞行，后在远地点P处由椭圆轨道I变轨进入地球同步圆轨道n.下列说法正确的是II深化提高2独立思考 解决问题进一步巩固 应用和检验 理解程度。2A .卫星在轨道n运行时的速度大于7.9km/sB .卫星在椭圆轨道I上的P点处加

8、速进入轨道nC 卫星在轨道n运行时不受地球引力作用D.卫星在轨道n运行时的向心加速度比在赤道上相 对地球静止的物体的向心加速度小引领学生复习回顾双星系统的运动特点原理:知识梳理3mm2GVmi4兀2rim2听讲并随手书写双引领学生迅星运动的速回顾双星基本原理问题的处理和特殊关方法。系。关系:=2例题评析3例3. 2012年7月26日，一个国际研究小组借助于 智利的甚大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕 两者连线上的某点 0做匀速圆周运动，如图所示。此 双星系统中体积较小成员能吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，假设在演变的过 程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的

9、过程中（）独立思考, 理解问题 情境此题在常规 的双星问题 模型上又有 创新，放在这 里可以观察 学生处理新 问题的能力。A 它们做圆周运动的万有引力保持不变B .它们做圆周运动的角速度不断变大C.体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度也 变大D .体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变 小变式3宇宙间存在一些离其它恒星较远的三星系 统其中有一种三星系统如图所示，三颗质量相等的 星位于等边三角形的三个顶点上，任意两颗星的距离 均为R,并绕其中心0做匀速圆周运动如果忽略其 它星体对它们的引力作用，引力常数为G 以下对深化提高3m2/ r该三星系。统的说法中正确的是述A .每颗星做圆周运动的半径为等边三角形的边长 B .每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关独立思考, 尝试完成。这是更大幅 度的变式训 练，学生可能 一时无法接 受，课堂上教 师可只介绍 方法思路，让 学生课后再 落实。C.每颗星做圆周运动的周期为T = jR.i 3GmD 每颗星做圆周运动的线速度为 V =