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人造衛(wèi)星，宇宙速度教案
在教學(xué)工作者開展教學(xué)活動前，時常需要編寫教案，借助教案可以有效提升自己的教學(xué)能力。優(yōu)秀的教案都具備一些什么特點呢？以下是小編整理的人造衛(wèi)星，宇宙速度教案，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
人造衛(wèi)星，宇宙速度教案1
教學(xué)目標(biāo)：
1． 正確理解人造衛(wèi)星作圓周運動時，各物理量之間的關(guān)系。
2． 知道三個宇宙速度的含義，會推導(dǎo)第一宇宙速度。
3． 培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和應(yīng)用絡(luò)資源的能力。
4． 理解科學(xué)技術(shù)與社會的互動關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的民主意識。
重點難點：
第一宇宙速度的推導(dǎo)
教學(xué)方法：
講授、討論并輔以多媒體演示及絡(luò)環(huán)境下的自學(xué)等多種形式的教學(xué)方法。體現(xiàn)STS教育和綜合化的思路，有效合理地應(yīng)用各種教育教學(xué)手段，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，優(yōu)化教學(xué)過程。
教學(xué)器材：
絡(luò)設(shè)備及相應(yīng)的教學(xué)軟件。
教學(xué)過程：
●引入新課
在科學(xué)技術(shù)欠發(fā)達的古代，"嫦娥奔月"只能是美麗的傳說。
1957年10月4日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，從而開創(chuàng)人類的航天新紀元；1961年4月12日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一艘"東方號"載人飛船，尤里·加加林成為人類第一位航天員，揭開了人類進入太空的序幕；1969年7月20日，美國航天員阿姆特朗和奧爾德林駕駛"阿波羅"11號飛船的登陸艙降落在月球赤道附近的靜海區(qū)，首次實現(xiàn)了人類登上月球的理想……
人類進入了航天時代。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)人造地球衛(wèi)星方面的基本知識。
板書6.5 人造衛(wèi)星 宇宙速度
●新課講授
離地面一定高度的物體以一定的初速度水平射出，由于重力作用，物體將做平拋運動即最終要落回地面。但如果射出的速度增加，會發(fā)生什么情況呢？
板書 一、人造地球衛(wèi)星
演示牛頓設(shè)想原理圖。由于拋出速度不同，物體的落點也不同。當(dāng)拋出速度達到一定大小，物體就不會落回地面，而是在引力作用下繞地球旋轉(zhuǎn)，成為繞地球運動的人造衛(wèi)星。
那么，速度多大時，物體將不會落回地面而成為繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星呢？
板書 二、宇宙速度
下面討論人造衛(wèi)星繞地球運動的速度。假如地球和人造衛(wèi)星的質(zhì)量分別為M 和m，衛(wèi)星的軌道半徑和線速度分別為r和v，根據(jù)萬有引力向心力可知：
由此解出： v=
對于近地人造衛(wèi)星，衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)半徑約等于地球半徑R，可求出：v=
將引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2和地球質(zhì)量M=5.89×1024kg及地球半徑R=6.37×106m代入上式，可求得v1=7.9km/s 。這就是衛(wèi)星繞地面附近作圓周運動所需的速度，叫第一宇宙速度，也稱環(huán)繞速度。
板書 1.第一宇宙速度(環(huán)繞速度) v1=7.9km/s
請學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識，推導(dǎo)第一宇宙速度的另一種表達式：v1=
推導(dǎo)：地面附近重力向心力：
即 mg= 所以 v=
將R=6.37×106m, g=9.8m/s2代入，求出第一宇宙速度仍為7.9km/s。
如果人造地球衛(wèi)星進入軌道的水平速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它繞地球運動的軌道就不是圓，而是橢圓。當(dāng)物體的速度等于或大于11.2km/s時，物體就可以掙脫地球引力的束縛，成為繞太陽運動的人造衛(wèi)星。所以，11.2km/s 是衛(wèi)星脫離地球的速度，這個速度叫作第二宇宙速度，也稱脫離速度。
板書 2.第二宇宙速度（脫離速度） v2=11.2km/s
達到第二宇宙速度的物體還受太陽引力的束縛，要想使物體掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去，必須使它的速度等于或大于16.7km/s，這個速度叫作第三宇宙速度，也稱逃逸速度。
板書 3.第三宇宙速度（逃逸速度） v3=16.7km/s
人造地球衛(wèi)星的種類很多，有一種特別的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星。
板書 三、地球同步衛(wèi)星
地球同步衛(wèi)星是指其公轉(zhuǎn)周期和地球自轉(zhuǎn)的周期相等的衛(wèi)星。地球同步衛(wèi)星有幾個明顯的特點：（演示課件）
板書 特點：
周期一定--23小時56分4秒
方位一定--赤道上空
高度一定--3.6×107m
人造地球衛(wèi)星有廣泛的應(yīng)用。例如，靠人工進行資源調(diào)查，速度慢、效率低，調(diào)查和開發(fā)一個礦藏一般需要十幾年的時間�，F(xiàn)在利用人造衛(wèi)星進行調(diào)查，它一天繞地球轉(zhuǎn)十幾圈，在高空拍下衛(wèi)星照片，回收下來，可以大面積了解全局，效率大大提高。例如，對北京以北十六萬平方公里地區(qū)的一次衛(wèi)星勘察，就找到七個成礦預(yù)測區(qū)。
電視教育是培養(yǎng)人才的一種手段。但是電視靠中繼站轉(zhuǎn)播，每隔50km就要建一個中繼站，這要耗費大量的人力、物力。如果利用衛(wèi)星傳播，象我們這樣幅員遼闊的國家，只要一顆同步通信衛(wèi)星，邊遠地區(qū)也可以收看首都的電視節(jié)目。1984年4月我國發(fā)射的試驗通信衛(wèi)星為我國通信事業(yè)的現(xiàn)代化開拓了極為廣闊的前景。1986年10月我國開始利用通信衛(wèi)星進行電視教育廣播。
下面就請同學(xué)們利用絡(luò)資源，上查找有關(guān)人造衛(wèi)星和航天方面的資料，增加對這方面知識的了解。并圍繞以下問題進行信息檢索：
1. 能否發(fā)射一顆相對靜止在北京上空的'通信衛(wèi)星？
2. 了解我國人造地球衛(wèi)星的發(fā)展?fàn)顩r。
3. 了解人造衛(wèi)星的種類。
�。▽W(xué)生上）
● 鞏固練習(xí)
1. 一顆在圓形軌道上運行的人造地球衛(wèi)星，軌道半徑為r，它的線速度大小為v，問:當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r 時，它的線速度是多大？重力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?/p>
2. 天文臺測得一顆衛(wèi)星沿半徑為R的圓形軌道繞某行星轉(zhuǎn)動，周期為T，求衛(wèi)星的向心加速度和行星的質(zhì)量。
● 在線測試
做頁上的試題，并可現(xiàn)場給出分數(shù)。
● 作業(yè)
1. 復(fù)習(xí)本節(jié)課文及閱讀有關(guān)黑洞的知識。
2. 思考課本練習(xí)二第（4）、（5）、（6）題。
3. 練習(xí)二第（1）、（2）、（7）題做在練習(xí)本上。
說 明：
1. 本節(jié)教材從萬有引力向心力為出發(fā)點，講述了人造衛(wèi)星的運行原理，推導(dǎo)了第一宇宙速度，了解了三個宇宙速度的含義。
2. 注意引導(dǎo)學(xué)生如何上查資料，使學(xué)生在掌握本節(jié)內(nèi)容的同時，學(xué)會正確利用絡(luò)資源輔助自己的學(xué)習(xí)，優(yōu)化了教學(xué)過程。
人造衛(wèi)星，宇宙速度教案2
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)：
1、通過對行星繞恒星的運動及衛(wèi)星繞行星的運動的研究，使學(xué)生初步掌握研究此類問題的基本方法：萬有引力作為圓周運動的向心力；
2、使學(xué)生對人造衛(wèi)星的發(fā)射、運行等狀況有初步了解，使多數(shù)學(xué)生在頭腦中建立起較正確的圖景；
能力目標(biāo)
通過學(xué)習(xí)萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用，通過解世界和中國的航天事業(yè)的發(fā)展，了解世界上第一顆人造衛(wèi)星、第一個宇宙飛船、第一個宇航員的知識，了解中國的神州一號、神州二號、神州三號的'發(fā)射與回收，增強學(xué)生的愛國主義熱情。
情感目標(biāo)
通過學(xué)習(xí)萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用，使學(xué)生真切感受到用自己所學(xué)的物理知識能解決天體問題，能解決實際問題，增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。
教學(xué)建議
本節(jié)的教學(xué)過程中在加強應(yīng)用萬有引力定律的同時，還應(yīng)注重衛(wèi)星的發(fā)射過程.請教師注意下列幾個問題。
一、天體運動和人造衛(wèi)星運動模型
二、地球同步衛(wèi)星
三、衛(wèi)星運行速度與軌道
衛(wèi)星從發(fā)射升空到正常運行的連續(xù)過程，一般可分為幾個階段，每個階段對應(yīng)不同的軌道。例如發(fā)射軌道、轉(zhuǎn)移軌道、運行軌道、同步軌道、返回軌道等。有些衛(wèi)星的發(fā)射并不是直接到達運行軌道，而需要多次變軌。例如地球同步衛(wèi)星就是先發(fā)射到近地的圓軌道上，再變?yōu)闄E圓形轉(zhuǎn)移軌道，最后在橢圓形軌道的遠地點變?yōu)橥杰壍馈Ｒ虼税l(fā)射過程需多級火箭推動。
教學(xué)重點：萬有引力定律的應(yīng)用
教學(xué)難點：人造地球衛(wèi)星的發(fā)射
教學(xué)方法：討論法
教學(xué)用具：多媒體和計算機
教學(xué)過程：
一、人造衛(wèi)星的運動
問題：
1、地球繞太陽作什么運動？
回答：近似看成勻速圓周運動。
2、誰提供了向心力？
回答：地球與太陽間的萬有引力。
3、人造衛(wèi)星繞地球作什么運動？
回答：近似看成勻速圓周運動。
4、誰提供了向心力？
回答：衛(wèi)星與地球間的萬有引力。
請學(xué)生思考討論下列問題：
例題1、根據(jù)觀測，在土星外圍有一個模糊不清的光環(huán)，試用力學(xué)方法判定土星的光環(huán)究竟是與土星相連的連續(xù)物，還是繞土星運轉(zhuǎn)的小衛(wèi)星群？
分別請學(xué)生提出自己的方案并加以解釋：
1、如果是連續(xù)物則：這些物體作勻速圓周運動的線速度與半徑成正比，
2、如果是衛(wèi)星則：這些物體作勻速圓周運動的線速度與半徑的平方根成反比，這個題可以讓學(xué)生充分討論。
二、人造衛(wèi)星的發(fā)射
問題：1、衛(wèi)星是用什么發(fā)射升空的？
回答：三級火箭
2、衛(wèi)星是怎樣用火箭發(fā)射升空的？
學(xué)生可以討論并發(fā)表自己的觀點。
下面我們來看一道題目：
例題2、1999年11月21日，我國“神州”號宇宙飛船成功發(fā)射并收回，這是我國航天史上重要的里程碑。新型“長征”運載火箭，將重達8.4t的飛船向上送至近地軌道1，飛船與火箭分離后，在軌道1上以速度7.2km/s繞地球作勻速圓周運動。試回答下列問題：
�。�1）根據(jù)課文內(nèi)容結(jié)合例題（2）（3）（4）問畫出圖示。
�。�2）軌道1離地的高度約為：
A、8000kmB、1600kmC、6400kmD、4xxxxkm
解：由萬有引力定律得：
解得：=1600km
故選（B）
�。�3）飛船在軌道1上運行幾周后，在點開啟發(fā)動機短時間向外噴射高速氣體使飛船加速，關(guān)閉發(fā)動機后飛船沿橢圓軌道2運行，到達點開啟發(fā)動機再次使飛船加速，使飛船速率符合圓軌道3的要求，進入軌道3后繞地球作圓周運動，利用同樣的方法使飛船離地球越來越遠，飛船在軌道2上從點到點過程中，速率將如何變化？
解：由萬有引力定律得：
解得：
所以飛船在軌道2上從點到點過程中，速率將減小。
（4）飛船在軌道1、2、3上正常運行時：
�、亠w船在軌道1上的速率與軌道3上的速率哪個大？為什么？
回答：軌道1上的速率大。
�、陲w船在軌道1上經(jīng)過點的加速度與飛船在軌道2上經(jīng)過點的加速度哪個大？為什么？
回答：一樣大
�、埏w船在軌
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