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【精选】高中物理第六章万有引力与航天第5节宇宙航行教案新人教版必修2完整版--第1页

5．宇宙航行

三维目标

知识与技能

1．了解人造卫星的有关知识；

2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。

过程与方法

通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力。

情感、态度与价值观

1．通过介绍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。

教学难点

运行速率与轨道半径之间对应的关系。

教学方法

探究、讲授、讨论、练习。

教具准备

多媒体课件

教学过程

［新课导入］

1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时代的新纪元。我国在70

年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和“一箭

多星”技术，1999年发射了“神舟”号试验飞船。

随着现代科学技术的发展，我们对人造卫星已有所了解，那么地面上的物体在什么条件

下才能成为人造卫星呢？人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？这

节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。

［新课教学］

一、人造地球卫星

1．牛顿的设想

在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？

它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远。因为在同一座高山上抛出，它们在

空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远。

假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？

如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，

那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速

度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从

高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次

比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它

将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。

2．人造地球卫星

（1）人造地球卫星

从地面抛出的物体，在地球引力的作用下绕地球旋转，就成为绕地球运动的人造卫星。

（2）人造地球卫星必须满足的条件

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地球对卫星的万有引力恰好提供卫星作匀速圆周运动所需的向心力。

（3）描述卫星运动的物理量

MmRh

设地球的质量为，卫星的质量为，地球的半径为，卫星离地面的高度为，则卫星

rRhav

的轨道半径＝＋，设卫星在轨道上运动的向心加速度为，线速度为，角速度为ω，

T

周期为，根据万有引力提供人造卫星做圆周运动的向心力这一基本力学关系，得：

m