课件30张PPT。第五节 宇宙航行
发射——绕地飞行——变轨进入地月转移轨道——绕月飞行——撞月学习目标
能够用万有引力定律和牛顿第二定律推导第一宇宙速度，正确理解卫星的变轨问题。
考纲要求
理解卫星的运行速度、周期、角速度与半径的关系。建立起卫星发射过程的正确图景。
发 射绕 地 飞 行变 轨绕 月 飞 行一、人造卫星的发射原理牛顿设想：抛出速度很大时，物体就不会落回地面二、卫星在轨道上的运行规律
已知地球的质量为M，卫星的质量为m,它到地心的距离为r,计算人造卫星的运行线速度、角速度和周期。
同理
结论：r 越大， 越小， 越小，T越长。
近地卫星 解：地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力思考：
我们能否发射一颗线速度为9km/s的卫星呢？
结论：
是最大的轨道运行速度。 不能！！
地球同步卫星特点：
（1）周期 24h 与地球保持相对静止
（2）定点在赤道上空
（3）距离地面的高度高度一定（约距
地面36000km）
同步卫星 挑战高考
（2008年山东理综） 据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（ ）
A．运行速度大于7.9 km/s
B．离地面高度一定，相对地面静止
C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等BC三、卫星变轨（1）卫星从低轨道变到高轨道需加速，还是减速？ 需加速。加 速后，万有引力提供不了以更大的速度运行所需要的向心力，做离心运动，轨道半径变大。（2）卫星从高轨道变到低轨道需加速，还是减速？ 需减速。减速后，万有引力大于以更小的速度运行所需要的向心力，做近心运动，轨道半径变小。
变轨问题处理方法：利用万有引力与所需向心力的大小关系，判断卫星做离心运动，还是做近心运动，确定轨道半径的大小变化。
热点链接
我国于2007年10月24日成功发射了“嫦娥一号”探月卫星，卫星由地面发射后，由发射轨道进入停泊轨道，然后再由停泊轨道调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，开始绕月做匀速圆周运动，对月球进行探测，其奔月路线简化后如图所示。
⑴卫星从停泊轨道进入地月转移轨道时速度应增加还是减小？
⑵若月球半径为R，卫星工作轨道距月球表面高度为H。月球表面的重力加速度为（g为地球表面的重力加速度），试求：卫星在工作轨道上运行的线速度和周期。解：（1）速度增加。
（2）卫星在绕月飞行时，月球对它的万有引力提供它做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：
由公式解得：由公式解得：发射——绕地飞行——变轨进入地月转移轨道——绕月飞行——撞月成果展示 2003年4月9日，国际空间站的宇航员Nikolai Budarin拍到的俄罗斯Lada温室里的一个情景：叶子上的球形水滴，其中还悬浮着一个空气气泡，水滴安然的待在叶子上，而植物的茎不会因为水滴的重量而弯曲。神州五号太空育种 巨型南瓜重逾300斤
太空南瓜每周施一次农家肥，最多时一天能长10斤，成熟后的重量在五六百斤太空丝瓜，形体如蛇，被称为蛇丝瓜太空佛手长在空中的太空地瓜一 、强健的身体
二、良好的心理素质
三、献身精神
四、团结协作精神
我是一名航天员教学设计
教学主题
宇宙航行
一、教材分析
本节是人教版高中《物理》必修2第六章第5节 内容，主要介绍了万有引力定律的实践成就，及航天事业的巨大成果和发展。是上一节万有引力定律的应用。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内 容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。同时，还是近几年高考的热点问题，在高考中常有涉及。另外，学生通过对人造卫星的了解，也将潜移默化地 产生对航天科学的热爱，增强民族自信心和自豪感。?
教材不但介绍了人造卫星的一些基本理论，更是在其中渗透了许多研究物理问题的方法。因此，本节课是“万有引力与航天”的重点内容，是学生进一步学习航天理论的基础。
二、学生分析
学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论，具备了解决问题的基本能力。并且，在课前，学生已通过网络等手段查阅了有关资料。对本课的内容已产生了浓厚的兴趣。因此，运用“自主、合作、探究”的学习方式较合适。
三、教学目标
1、知识与能力
（1）能够用万有引力定律和牛顿第二定律推导第一宇宙速度。
（2）理解卫星的运行速度v、周期T、角速度与半径R的关系，建立起卫星发射过程的正确图景。
（3）正确理解卫星的变轨问题。
2、过程与方法
（1）借助多媒体课件展示卫星的整个发射过程，建立过程图景。
（2）猜想—理解—探讨，着重分析飞船运行的理论支持系统。
3、情感态度与价值观
了解我国航天现状，激发民族自豪感、自信心。
四、教学环境
√□多媒体教学环境?√□交互式多媒体教学环境?
□网络多媒体环境教学环境 □自主互助□其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
（1）多媒体课件；敦煌《飞天》壁画视频欣赏，“嫦娥一号”发射过程；“东方红一号”反射过程。
（2）动画：同步卫星，卫星变轨
（3）自制教具：离心魔盘
使用情境激趣、设疑引导、适时点拨的方式引领学生的学习；学生在教师的引领下，通过观察现象、自主探究、交流讨论等方式参与到课堂中来，体验求知乐趣，成为学习的主人。?
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
一、设置情景、引入新课
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首先，播放敦煌《飞天》壁画视频欣赏，“嫦娥一号”的发射视频就此提出问题。
问题：嫦娥一号发射成功，实现了中国人千年的飞天梦想，现在请同学们观看视频，总结它奔月的整个过程总共分为几个步骤？学生带着问题进入课堂，既引起了他们的兴趣，又为他们的学习指明了方向。
播放播放敦煌《飞天》壁画视频欣赏，“嫦娥一号”的发射视频
二、设疑引导、自主探究
? ? ?这一部分集中了本节的重点和难点，我从以下三个部分组织教学：
? ? 1.发射原理? 沿着前人的足迹，大胆猜想
（1）苹果成熟，从树上掉下，将做何种运动？什么原因？
（2）若将苹果水平抛出，做何种运动？
（3）若将水平初速度增大，水平位移如何变化？
（4）水平初速度增大到一定的程度，苹果将如何运动，此时万有引力又是什么作用？
? ? ?2、卫星在轨道上的运行规律? （重点）
? ? ? ? ?（1）计算人造卫星的运行速度？
（2）近地卫星速度？
?（3）地球同步卫星？
3．卫星变轨 （难点）
?? （1）卫星从低轨道变到高轨道需加速，还是减速？
?? （2）卫星从高轨道变到低轨道需加速，还是减速？
情景一：动画播放：苹果落地，引入探究问题。
情景二：动画播放同步卫星，引入探究问题。
情景三：动画播放卫星变轨，引入探究问题。
?
情景四：离心魔盘演示，解决探究问题。
展示视频、动画，自制教具。图片
三、总结方法、知识
? ? 学生利用本节课所学知识详细解说“嫦娥一号”的奔月过程，总结本节知识规律
总结本节课所学理论知识，并将其进行巩固、强化、应用。
回扣新课引入视频
四、?作业检测
?实时作业检测
巩固知识
101网校平台检测
五、布置作业、课后拓展
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课后作业是学生再学习的重要途径，本节课后我安排了两项作业。让学生巩固知识的同时，认识物理与社会的联系，将对学生的知识教育和情感教育引向课外。
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?
?网络搜索
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
《宇宙航行》是我看到“嫦娥一号”卫星发射后所设计的一个案例。
“嫦娥一号”卫星的发射成功，实现了中国人千年的奔月梦想，是中国航天事业发展的里程碑。其发射、绕地飞行、变轨进入地月转移轨道、绕月飞行每一个过程所遵循的规律，正好与本节课的基础知识相吻合。于是，以“嫦娥一号”卫星的奔月过程为主要线索，我设计了本节课。
课堂教学以视频“飞天”为新课导入方式，接着播放“嫦娥一号”奔月视频，使同学们的思想延伸到浩瀚的宇宙空间，顺利导出本课主题。充分发挥了多媒体的视听效果，体现了新课标所倡导的理科教学中应该渗透人文教育的精神，优化了课堂教学，深受学生的欢迎。 教学中通过“动画课堂”所提供的“卫星发射”、“宇宙速度”、“不同轨道卫星”的动画模拟，将遥不可及的卫星生动活泼地展现在课堂上，拓展了学生的视野，有效地突破了教学重点。另外，采用类比的方法来突破 “变轨问题”这一教学难点，效果也较为明显，加深了学生对知识的理解。特别是“不同轨道的卫星”动画的使用上，先让学生观察不同轨道卫星的角速度、线速度的特点，并适时质疑动画模拟是否正确，要同学们运用所学理论推导验证，起到培养学生的质疑品质，激发了学生的探索热情的良好效果，实现情感态度与价值观的培养目标。 ?? ?另外，运用多媒体视频再现“神七”航天员出舱过程及我国航天的成就，增强学生热爱科学、献身科学的信念。很好地激发了学生的爱国热情，增强了学生的民族自豪感和自信心。实现了情感态度与价值观的培养目标。 ??? 通过课堂教学反馈及课后教学调查，现代教育技术与课堂教学得到了很好的整合，教学形式深受学生欢迎，课堂教学目标得到了很好的实现。
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