5.4《飞出地球去》教学设计1

1、飞生地球去教学设计江西金太阳新课标资源网行云流水教材学目标知识与技能：理解并记住第一、第二、第三宇宙速度的意义和数值，会熟练推导第一宇 宙速度，了解人类飞出地球的历史和现状。过程与方法：通过对第一宇宙速度的推导过程，进一步熟悉运用万有引力定律及牛顿第 二定律分析和求解天体问题的思路和方法。情感态度价值观： 通过对人类“飞出地球去”的历程的了解，感受人类认识自然，征服自然美好愿望的实现离不开物理学的突破与发展，体会物理理论的发展对科学技术的推进自用，体会科学技术是第一生产力的科学论断教学重点第一宇宙速度的推导教学难点对三个宇宙速度的理解教学过程情境创设1 .展示课件一一从嫦娥奔月到万户升天，阿姆

2、斯特朗的脚印2 .教师讲述：从嫦娥奔月的神话到万户升天的行动，反映了我国古代老大人民渴望飞出 地球，探索往往宇宙的美好向往，说明了认识自然、征服自然，做自然的主人，是人类的天 性。阿姆斯特朗的脚印则使嫦娥的愿望成为了现实。神六的太空漫步，预示着嫦娥很快就会见到娘嫁人了。本节课我们就来探究一下，我们人类怎样才能飞出地球去。新课教学一、三个宇宙速度1 .第一宇宙速度探究一一卫星要有多大的速度，才能环绕地球运动？设地球及卫星的质量分别为M、m,地球半径为 R,卫星距地面高度为 h;设卫星绕地球匀速圆周运动的线速度为 v。对卫星绕地球的运动运用万有引力定律及牛顿第二定律有：2G Mm 2 = mr,解

3、此式可得卫星的环绕速度为：v = GM 。(R+h)2 (R + h)(R + h)由此式可以看出，人造地球卫星绕地球匀速圆周运动的线速速(环绕速度)由万有引力 常数G、地球质量 M、轨道半径(R+h)决定，与卫星的质量没有关系。对于一般的人造地球卫星，h<<R ,所以一半计算中，认为 h=0,这样有：v = JGM。, R设地球表面的重力加速度为g,有黄金代换有：g =GM ,这样人造地球卫星的环绕速R2度还可表示为:V = JgR ，将 g=9.8m/s2、R=6.4X 106m 代入可算得：v=7.9km/s。小结人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度v=7.9km

4、/s ,叫做第一宇宙速度。他是人造地球卫星的最大环绕速度。对应的周期约为84分钟。第一宇宙速度说明，在地球表面，卫星必须具有 7.9km/s的切向速度(相对地球)，它才能绕地球做匀速圆周运动，成 为地球的卫星。案例剖析1课本96页“案例分析”R>>h, h2 .近地卫星一一运行轨道半径等于地球半径的卫星所谓近地卫星，是指在距地面的高度远小于地球半径轨道上运行的卫星，此时0。在“ 2”中得出的几个结果中，令 h=0得近地卫星的几个极值是：向心加速度最大值：amax = GM = g (g为地面的重力加速度)R'向心力最大值： F ma = mgI max最大环绕速度：vmax

5、 = . gR :7.9 km sR最大角速度:最小运行周期：Tmin =2n J-R- =2n 但之5024s%84min ,GM : g3 .地球同步卫星一一环绕运动角速度等于地球自转角速度的卫星同步通讯卫星的轨道平面与地球的赤道平面重合，卫星相对于地面静止，其周期与地球自转周期相等，即 T=24h,将T值代入“ 2”中各结论表达式可得：a、0.23m/s2, h 35786km, v 3.1km/s,切化 7.25 黑 103ard/s ,3 .第二宇宙速度一一飞出地球的速度(1)意义：在地球上发射航天器，它摆脱地球引力的束缚，不再环绕地球运动，成为 太阳的“行星”所具备的相对地球表面的

6、最小速度叫第二宇宙速度，也叫脱离速度。(2)数值：11.2km/s。4 .第三宇宙速度一一飞出太阳系的速度(1)意义：在地球上发射航天器，它能摆脱太阳引力的束缚，不再环太阳运动，飞翔 茫茫宇宙，所具备的相对地球表面的最小速度叫第三宇宙速度，也叫逃逸速度。(2)数值：16.7km/s。案例剖析2课本102页“家庭作业与活动”1、2二、为了和平与进步1 .视频一一阿姆斯特朗的脚印2 .阅读课文“为了和平与进步”3 .组织讨论一一让太空远离战争总结评价1 .问题讨论设想在珠穆朗玛峰端将物体先后以7.9km/s、11.2km/s、16.7km/s的速度水平抛出，会出现什么样的结果？为什么？2 .教师小结第一、二、三宇宙速度分别指在地球表面发射航天题时，航天器绕地球圆周运动、脱离 地球束缚绕太阳圆周运动、脱离太阳束缚飞向茫茫宇宙所必需的最小速度。若航天器在地面获得的速度等于7.9km/s,他将环绕地球圆周运动；获得的速度大于7.9km/s小于11.2km/s,它将绕地球沿椭圆轨道运动，地球处在椭圆的一个焦点上，速度越 大，轨道半长轴不越大，周期越长。若航天器在地面获得的速度大于11.2km/s小于16.7km/s,它将脱离地球的束缚，绕太阳沿椭圆轨道就运动，太阳处在椭圆的一个焦点上。速度越大，椭圆轨道越“扁”。若航天器在地面获得的速