7.4 宇宙航行 学习任务单
文档属性
| 名称 | 7.4 宇宙航行 学习任务单 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 187.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-28 14:15:29 | ||
图片预览
文档简介
宇宙航行 学习任务单
【学习目标】
1.观看我国嫦娥五号的发射过程，根据问题情境了解人造地球卫星的最初构想。能推导第一宇宙速度，提升对圆周运动、万有引力知识综合分析和应用能力。
2．通过亲自动手体验活动知道卫星轨道变化与速度之间的关系、进一步探究分析同步卫星的发射过程。知道同步卫星和其他卫星的区别，会分析人造地球卫星的受力和运动情况并解决涉及人造卫星的相关问题。知道三个宇宙速度的应用及三个宇宙速度的含义。理解天体运动中的能量观。
3．通过对国内外航空航天事业的发展学习，体验人类探索自然规律的艰辛与喜悦，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。有将科学技术服务于人类的意识。通过对我国航天事业飞速发展的了解，提升民族自豪感与凝聚力。
【重点难点】
重点：推导了、理解第一宇宙速度,知道第二、第三宇宙速度及人造卫星的发射原理。
难点： 理解第一宇宙速度、人造卫星原理
【学法提示】
知识准备
1.万有引力提供向心力的表达式（至少写出4个）
2.阅读教材，完成任务三和任务四。
（二）资料准备
1.发射速度：是指被发射物体从地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物体仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道。
2.环绕速度（也叫运行速度）：是指卫星在进入运行轨道后绕地球运动的线速度。
3.水彩笔、查找嫦娥五号的任务。
（三）基础类和综合类作业为必做，拓展提升类作业为选择内容
【学习过程】
观看嫦娥五号发射视频
任务一：第一宇宇宙速度
（1）生活中我们常见的是拱形桥，大家回想一下，为什么要建设成拱形桥？
（2）地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？
（2）
（3）设地球的质量为M=6.0×kg，嫦娥五号的质量为m，飞行的速度为v，它到地心的距离为r，试推导要使它绕地球旋转不落到地球速度至少多大？(若为近地飞行r近似等于地球半径R=6400km)
（4）在忽略地球自转影响的情况下，近似认为万有引力地球表面的重力，那么第一宇宙速度又是怎么样的？(g=9.8N/kg)
活动体验：
通过控制玻璃杯内的乒乓球上升与下降，感受卫星的变轨速度变化特点
任务二：人造地球卫星
任务三：宇宙速度
阅读教材P60宇宙速度，完成下列问题。
①抛出速度v满足v1=7.9km/s时，物体将在地表围绕地球
做 ________ 运动。
②抛出速度v满足7.9km/s地球做 ________ 的运动。
③抛出速度v满足11.2km/s≤v<16.7km/s时，物体将脱离 ________ 的引力，永远离开地球进而进入太阳引力范围，围绕________ 运动。
④抛出速度v满足16.7km/s≤v时，物体将脱离________引力，永远离开太阳系。
任务四：载人航天与太空探索
（一）阅读教材P61 --P63页，回答下列问题：
1.世界上的第一颗人造地球卫星在何时何地发射成功 进入太空的第一人是谁？
人类何时登上了月球？
2.我国航天工程的启动时间？中国被送入太空的第一人是谁？
目前我国神州几号正在运行执行任务？
3.嫦娥五号实现了什么第一次？天问一号着陆哪个行星？
（二）观看中国航天发展史短视频，交流一下你的感想。
课后作业：
1.请你再画一幅嫦娥五号飞向月球的轨迹图。
2.完成学历案上的【达标检测】。
【达标检测】
（一）基础类作业
1.关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（ ）
A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B. 它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度
C. 它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
2.已知地球与月球的半径之比为4:1，地球表面和月球表面的重力加速度之比为6:1，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则月球第一宇宙速度约为多少？
3.如图所示，“嫦娥一号”探月卫星被月球捕获后，首先稳定在椭圆轨道Ⅰ上运动，其中P、Q两点分别是轨道Ⅰ的近月点和远月点，Ⅱ是卫星绕月球做圆周运动的轨道，轨道Ⅰ和Ⅱ在P点相切，则( )
A.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的速度大于Q点的速度
B.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的加速度小于Q点的加速度
C.卫星分别沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的加速度不相等
D.卫星要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，须在P点加速
（二）综合类作业
4.关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 它的运行速度小于 7.9 km/s
B. 它的运行速度大于 7.9 km/s
C. 它的周期是 24 h，且轨道平面与赤道平面重合
D. 每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的
（三）拓展提升类作业
5.美国著名太空学者迪安认为“神舟”5号对于中国科技发展的影响堪比“阿波罗计划”对美国科技进步作出的贡献。迪安说“美国人必须清醒地意识到，我们在太空面对的将不仅仅是白蓝红旗帜（俄罗斯国旗），一条红色的巨龙正在太空轨道上升起”。
请讨论：
（1）人类为什么要发射人造卫星？为什么要探测月球、火星或其他星球？
（2）你知道我国在航天领域取得了哪些成就？你为哪些成就感到自豪？
（3）你在探索宇宙方面有哪些希望与幻想？
6.根据天文观察，某行星外围有一个模糊不清的环状结构．为了判断该环状结构是连续物还是卫星群，科学提出一种实验方案：
第1步：测出了环中各层的线速度v的大小和该层到行星中心的距离r。
第2步：若v与r成正比，则环是由连续物组成的；若v2与r成反比，则环是卫星群。请推测该方案的理论依据。
【学习目标】
1.观看我国嫦娥五号的发射过程，根据问题情境了解人造地球卫星的最初构想。能推导第一宇宙速度，提升对圆周运动、万有引力知识综合分析和应用能力。
2．通过亲自动手体验活动知道卫星轨道变化与速度之间的关系、进一步探究分析同步卫星的发射过程。知道同步卫星和其他卫星的区别，会分析人造地球卫星的受力和运动情况并解决涉及人造卫星的相关问题。知道三个宇宙速度的应用及三个宇宙速度的含义。理解天体运动中的能量观。
3．通过对国内外航空航天事业的发展学习，体验人类探索自然规律的艰辛与喜悦，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。有将科学技术服务于人类的意识。通过对我国航天事业飞速发展的了解，提升民族自豪感与凝聚力。
【重点难点】
重点：推导了、理解第一宇宙速度,知道第二、第三宇宙速度及人造卫星的发射原理。
难点： 理解第一宇宙速度、人造卫星原理
【学法提示】
知识准备
1.万有引力提供向心力的表达式（至少写出4个）
2.阅读教材，完成任务三和任务四。
（二）资料准备
1.发射速度：是指被发射物体从地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物体仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道。
2.环绕速度（也叫运行速度）：是指卫星在进入运行轨道后绕地球运动的线速度。
3.水彩笔、查找嫦娥五号的任务。
（三）基础类和综合类作业为必做，拓展提升类作业为选择内容
【学习过程】
观看嫦娥五号发射视频
任务一：第一宇宇宙速度
（1）生活中我们常见的是拱形桥，大家回想一下，为什么要建设成拱形桥？
（2）地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？
（2）
（3）设地球的质量为M=6.0×kg，嫦娥五号的质量为m，飞行的速度为v，它到地心的距离为r，试推导要使它绕地球旋转不落到地球速度至少多大？(若为近地飞行r近似等于地球半径R=6400km)
（4）在忽略地球自转影响的情况下，近似认为万有引力地球表面的重力，那么第一宇宙速度又是怎么样的？(g=9.8N/kg)
活动体验：
通过控制玻璃杯内的乒乓球上升与下降，感受卫星的变轨速度变化特点
任务二：人造地球卫星
任务三：宇宙速度
阅读教材P60宇宙速度，完成下列问题。
①抛出速度v满足v1=7.9km/s时，物体将在地表围绕地球
做 ________ 运动。
②抛出速度v满足7.9km/s
③抛出速度v满足11.2km/s≤v<16.7km/s时，物体将脱离 ________ 的引力，永远离开地球进而进入太阳引力范围，围绕________ 运动。
④抛出速度v满足16.7km/s≤v时，物体将脱离________引力，永远离开太阳系。
任务四：载人航天与太空探索
（一）阅读教材P61 --P63页，回答下列问题：
1.世界上的第一颗人造地球卫星在何时何地发射成功 进入太空的第一人是谁？
人类何时登上了月球？
2.我国航天工程的启动时间？中国被送入太空的第一人是谁？
目前我国神州几号正在运行执行任务？
3.嫦娥五号实现了什么第一次？天问一号着陆哪个行星？
（二）观看中国航天发展史短视频，交流一下你的感想。
课后作业：
1.请你再画一幅嫦娥五号飞向月球的轨迹图。
2.完成学历案上的【达标检测】。
【达标检测】
（一）基础类作业
1.关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（ ）
A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B. 它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度
C. 它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
2.已知地球与月球的半径之比为4:1，地球表面和月球表面的重力加速度之比为6:1，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则月球第一宇宙速度约为多少？
3.如图所示，“嫦娥一号”探月卫星被月球捕获后，首先稳定在椭圆轨道Ⅰ上运动，其中P、Q两点分别是轨道Ⅰ的近月点和远月点，Ⅱ是卫星绕月球做圆周运动的轨道，轨道Ⅰ和Ⅱ在P点相切，则( )
A.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的速度大于Q点的速度
B.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的加速度小于Q点的加速度
C.卫星分别沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的加速度不相等
D.卫星要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，须在P点加速
（二）综合类作业
4.关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 它的运行速度小于 7.9 km/s
B. 它的运行速度大于 7.9 km/s
C. 它的周期是 24 h，且轨道平面与赤道平面重合
D. 每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的
（三）拓展提升类作业
5.美国著名太空学者迪安认为“神舟”5号对于中国科技发展的影响堪比“阿波罗计划”对美国科技进步作出的贡献。迪安说“美国人必须清醒地意识到，我们在太空面对的将不仅仅是白蓝红旗帜（俄罗斯国旗），一条红色的巨龙正在太空轨道上升起”。
请讨论：
（1）人类为什么要发射人造卫星？为什么要探测月球、火星或其他星球？
（2）你知道我国在航天领域取得了哪些成就？你为哪些成就感到自豪？
（3）你在探索宇宙方面有哪些希望与幻想？
6.根据天文观察，某行星外围有一个模糊不清的环状结构．为了判断该环状结构是连续物还是卫星群，科学提出一种实验方案：
第1步：测出了环中各层的线速度v的大小和该层到行星中心的距离r。
第2步：若v与r成正比，则环是由连续物组成的；若v2与r成反比，则环是卫星群。请推测该方案的理论依据。