總題萬有引力與航天總時(shí)第15 時(shí)
題宇宙航行型新授
教
學(xué)
目
標(biāo)知識與技能
1、了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識，正確理解人造衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，各物理量之間的關(guān)系。
2、知道三個(gè)宇宙速度的含義，會推導(dǎo)第一宇宙速度。
過程與方法
通過用萬有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。
2、感知人類探索宇宙的夢想，促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生價(jià)值觀。
重點(diǎn)對第一宇宙速度的推導(dǎo)過程和方法，了解第一宇宙速度的應(yīng)用領(lǐng)域。
難點(diǎn)1、人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度的區(qū)別。
2、掌握有關(guān)人造衛(wèi)星計(jì)算及計(jì)算過程中的一些代換。
學(xué)法
指導(dǎo)自主閱讀、合作探究、精講精練、
教學(xué)
準(zhǔn)備
教學(xué)
設(shè)想知識回顧→合作探究→突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)→典型例題分析→鞏固知識→達(dá)標(biāo)提升
教 學(xué) 過 程
師 生 互 動(dòng)補(bǔ)充內(nèi)容或錯(cuò)題訂正
任務(wù)一 知識回顧
1、計(jì)算天體質(zhì)量的方法：
2、解決天體問題的基本思路是什么?
任務(wù)二 合作探究
（認(rèn)真閱讀教材，回答下列問題）
一、牛頓的設(shè)想
引導(dǎo)1：牛頓對人造衛(wèi)星原理是怎樣描繪的？
引導(dǎo)2：人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)原因是什么？
人造衛(wèi)星在繞地球運(yùn)行時(shí)，只受到地球?qū)λ娜f有引力作用，人造衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由 提供。
引導(dǎo)3：人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度。
設(shè)地球質(zhì)量為，衛(wèi)星質(zhì)量為m，軌道半徑為r，由于萬有引力提供向心力，則人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度表達(dá)式：
引導(dǎo)4：角速度和周期與軌道半徑的關(guān)系呢？
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度
⑴推導(dǎo)：
問題：牛頓實(shí)驗(yàn)中，炮彈至少要以多大的速度發(fā)射，才能在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？已知地球半徑為6370km。
⑵意義：第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近
的速度，所以也稱為環(huán)繞速度。
2、第二宇宙速度
大小： 。
意義：使衛(wèi)星掙脫 的束縛，成為繞 運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度，也稱為脫離速度。
（3）第三宇宙速度。
大�。� 。
意義：使衛(wèi)星掙脫 束縛的最小發(fā)射速度，也稱為逃逸速度。
典型例題分析
【例題1】有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運(yùn)行，已知它們的軌道半徑之比r1：r2＝4：1，求這顆衛(wèi)星的：⑴線速度之比；⑵角速度之比；⑶周期之比；⑷向心加速度之比。
【例題2】地球半徑為6400km，在貼近地表附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星速度為7.9×103m/s，則周期為多大？
交流與討論：能否發(fā)射一顆周期為80min的人造地球衛(wèi)星并說明原因？
3、夢想成真
引導(dǎo)：探索宇宙的奧秘，奔向廣闊而遙遠(yuǎn)的太空，是人類自古以的夢想，那么夢想成真了嗎?請同學(xué)們閱讀教材“夢想成真”部分．了解相關(guān)內(nèi)容：
任務(wù)三 達(dá)標(biāo)提升
1、兩個(gè)質(zhì)量相等的人造地球衛(wèi)星a、b繞地球運(yùn)行的軌道半徑ra=2rb，下列說法中正確的是：( )
A、由公式F= 可知，衛(wèi)星a的向心力是b的1/2，
B、由公式F=G 可知，衛(wèi)星a的向心力是b的1/4，
C、由公式F=m 可知，衛(wèi)星a的向心力是b的2倍，
D、以上說法都不對。
2．人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越大，則（ ）
A.速度越小，周期越小 B.速度越小，周期越大
C.速度越大，周期越小 D.速度越大，周期越大
3．有兩顆質(zhì)量相同的人造衛(wèi)星A、B，其軌道半徑分別為RA、RB，RA∶RB＝1∶4，那么下列判斷中正確的有 ( )
A．它們的運(yùn)行周期之比TA∶TB＝1∶4
B．它們的運(yùn)行線速度之比vA∶vB＝4∶1
C．它們所受的向心力之比FA∶FB ＝4∶1
D．它們的運(yùn)行角速度之比ωA∶ωB＝8∶1
4．關(guān)于人造衛(wèi)星，下列說法中不可能的是 ( )
A．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的速率是7．9km／s
B．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的速率是5．0km／s
C．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期是80min
D．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期是200min
5．設(shè)第一、第二、第三宇宙速度分別是v1、v2、v3，則 ( )
A．v1＝7．9 km／s，7．9 km／s＜v2≤11．2km／s，
11．2km／ｓ＜v3≤16．7km／s
B．7．9 km／s≤v1＜11．2km／s，v2＝11．2 km／s，
11．2km／ｓ＜v3≤16．7km／s
C． 7．9 km／s≤v1＜11．2km／s，11．2km／ｓ≤v2＜16．7km／s
v3＝16．7 km／s，
D．v1＝7．9 km／s， v2＝11．2km／s，1v3＝16．7km／s
6．人造地球衛(wèi)星圍繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速率（ ）
A.一定等于7.9 B.一定大于7.9
C.等于或小于7.9 D.介于7.9～11.2 之間
7、已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的4倍，在地球上發(fā)射近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度為7．9 km／s，周期為84 min．那么在月球上發(fā)射—顆近月衛(wèi)星的環(huán)繞速度多大?它的周期多大?
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoyi/44835.html
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