6.5宇宙航行(.doc

§6.5 宇宙航行 【教学目标】 一、知识与技能 1.知道三个宇宙速度的含义和数值。 2.第一宇宙速度的理解 二、过程与方法 1.了解人造地球卫星的最初梦想。 2.第一宇宙速度的推导过程。 3.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。 三、情感态度与价值观 1.体会万有引力定律在航天事业发展中的重要作用，产生探究的成就感； 2.感受人类对客观世界不断探究的精神和情感，激发学习兴趣，认识到掌握物理规律的价值； 3.渗透学以致用的思想，激发学生的学习热情。复习提问 （教师）这一章我们学习了万有引力定律，用万有引力定律解决天体运动问题有两种方法，首先，我们来复习一下。（出示幻灯片）（生答） ⑴F引 = Fn ⑵F引 = 重力 新课引入（教师）接下来，我们来看一段材料。（出示幻灯片） 科技发展到现在，人类已经逐渐揭开了太空的神秘面纱，现在我们头顶上有很多各种各样的人造卫星，我国也拥有了世界上最先进的航天技术，先后成功发射了神州五号、六号、七号载人航天飞船，那么，卫星如何上天？如何到达指定的高度或位置？……有很多的问题是大家想弄明白的。 本节课我们利用万有引力定律和圆周运动的知识对宇宙航行作一个初步的了解。 （教师）先来了解本节课的教学目标。（出示幻灯片）（生读） 新授课 （教师）思考:物体怎样才能成为绕地球转动的人造卫星呢？大家来说说你们的想法 牛顿的想法和大家一样，牛顿也曾经对人造卫星的发射原理做出了描绘: （教师）下面一起来体验一下（出示幻灯片）牛顿的抛体运动图（边演示边分析） 牛顿就曾设想, 从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,则落点一次比一次远,如不计空气的阻力,当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面上来,而围绕地球旋转,成为一颗人造（地球）卫星了。 接下来我们就来计算一下，人造卫星的发射速度至少多大？ 把卫星发射到越高的轨道，需要的发射速度越大，所以我们要研究的是在地面附近绕地球做圆周运动的卫星（近地卫星）的发射速度，由于在地面附近，所以其发射速度等于其做圆周运动的线速度的大小。我们把这个速度称做第一宇宙速度。（出示幻灯片，生读） 一.宇宙速度 1.第一宇宙速度（环绕速度） ⑴定义：人造地球卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的速度。R ，则 由 方法二由于万有引力等于物体的重力，所以 ⑶大小：V1 = 7.9 km/s 如果7.9km/sV发射11.2km/s，那么它绕地球运动的轨道就不是圆，而是椭圆。 2.第二宇宙速度（逃逸速度） ⑴定义：物体能克服地球的引力束缚，永远离开地球的最小发射速度 ⑵大小：V2=11.2km/s 3.第三宇宙速度 ⑴定义：物体能挣脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外的最小发射速度 ⑵大小：V3=16.7km/s 【知识拓展】（教师）我们要理解清楚几个问题。 注意 ⑴区分发射速度与运行速度。 ①运行速度：指卫星在轨道上运动时的线速度。 ∴卫星轨道越高，r越大，V运行越小 ②发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。 由于卫星发射过程中要克服地球引力，所以,轨道越高，所需发射速度越大，而运行速度越小。 课堂练习来看一个练习（生讨论作答，教师分析给出答案） 1.关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（ AC ） A.它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度 B.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D.人造地球卫星的实际运行速度都大于第一宇宙速度 ⑵实际上，所有卫星 V发射 ≥ 7.9km/s V运行 ≤ 7.9km/s ⑶第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，最大环绕速度，是近地卫星的环绕速度。 （师）不同轨道上的卫星运动情况又是怎样的呢？下面我们继续来探究这个问题。 二.人造卫星的an、V、ω、T与r的关系（师）谁来说说要用那些公式来推导？ 1.比例关系 2.定性分析 r↗，an、V、ω↙，T↗ 课堂练习 （师）实际应用一下，（幻灯片展示）谁来说说要用那些公式来推导？分别是什么关系？ 1.以下人造卫星的线速度、周期、角速度的大小关系? v1 v2 = v3 v4 T1 T2 = T3 T4 ω1ω2=ω3ω4 2. 做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍然做圆周运动，则（ CD ） A. 卫星的环绕线速度将增大到原来的2倍 B. 卫星所需的向心力将减小到原来的1/2 C. 地球提供的向心力将减小到原来的1/4 D. 卫星的环绕线速度将减小到原来的 （谁来分析一下这道题） （师