《第02节万有引力定律的应用》教学设计(广东省县级优课)-物理教案

万有引力定律的应用——卫星变轨教学设计授课班级__高三6__授课教师__张昭欢__授课时间：2016.9.29课程分析：本节课是在学习了圆周运动与万有引力定律之后的一节应用课，主要内容是利用万有引力定律分析卫星变轨问题。“万有引力定律”是中学物理的一个重点内容，也是一个高考一个热点内容（几乎年年必考）；而“万有引力定律的应用”又是本章的教学重点。其实在整个中学物理知识框架内，本章内容并不难，但是这一章却使很多学生感到十分头疼,原因在于这一章的公式比较多，变式也很多、繁杂，尤其是计算量又很大，并且对空间想象能力的要求也比较高，所以导致他们学习起来比较吃力。另外，万有引力定律在理论联系实际方面的能力也要求较高，其实万有引力定律在天体运动应用中的两种常见常考情况是：⑴、万有引力定律在近地环绕中的应用，⑵、万有引力定律在卫星轨道变化中的应用。需要在教与学的过程中重点突破。本节教材重点讲述了人造地球卫星的变轨原理，明白变轨的特点和、的供需关系是决定变轨的核心原因。重点、难点:明白变轨的特点和变轨的核心原因学情分析:学生已经学习了万有引力的定律，并能利用万有引力定律的公式分析卫星的发射速度和运行速度，但学生的推理和运算能力较差，加上本章书的公式运用较为灵活，故学生对此有一定的畏难心理。课程目标：⑴、掌握人造地球卫星的变轨原理和明白变轨的特点⑵、理解、的供需关系是决定变轨的核心原因。设计理念：因为是高三复习课，又是理论课后的应用课，所以，整节课重点和学生一起分析变轨问题的特点、原理、原因，并通过归纳同类题来加强学生对问题的掌握。教学媒体：动画、ppt课件教学过程设计：一、引入5分回忆卫星的发射速度和运行速度，并以三道高考题做简要分析。二、变轨问题1、如图所示，在月球椭圆轨道上，已关闭动力的“天宫二号”在月球引力作用下向月球靠近，并将在B处变轨进入环月轨道运行。下列说法中正确的是A．“天宫二号”正在椭圆轨道上加速飞向月球B．发射“天宫二号”的速度大于11.2km/s

C．“天宫二号”在环月轨道上运行时，卫星中物体处于失重状态

D．“天宫二号”在B处变轨进入环月轨道时必须减速小轨道变大轨道：1、飞船在圆轨道小轨道变大轨道：1、飞船在圆轨道1做圆周运动，提供向心力，F万F向2、飞船因发动机做正功加速后，所需向心力，F万F向，飞船做运动3、做离心运动的过程中，万有引力做功，随着高度增加，速度，4、当F万F向时，又在新的轨道2上做运动特点大轨道变小轨道：1、飞船在圆轨道1做圆周运动，提供向心力，F万F向2、飞船因发动机做负功减速后，所需向心力，F万F向，飞船做运动3、做向心运动的过程中，万有引力做功，随着高度增加，速度，4、当F万F向时，又在新的轨道2上做运动特点5、一艘原来在地球圆轨道上运行的飞船，若加速后能够与绕地球运动的另一个圆轨道上的空间站对接，则飞船一定是A、从较低轨道上加速B、从较高轨道上加速C、从同一轨道上加速D、从任意轨道上加速6、(2016天津)我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是A、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接7、(2013全国)2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标发生器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。下列说法正确的是A、为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B、如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C、如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D、航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用8、一颗正在绕地球转动的人造卫星，由于受到阻力作用则将会出现：A、速度变小B、动能增大C、角速度变小D、半径变大9、(2011上海)人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小。在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将(填“减小”或“增大”)；其动能将(填“减小”或“增大”)。10、(2016北京)如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动下列说法正确的是A.不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B.不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量11、(2010江苏)2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ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A、在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B、在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C、在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D、在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度12、(2009山东)2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是A．