课件22张PPT。宇 宙 航 行一、课前准备1、万有引力定律：2、向心力公式：3、万有引力和重力的大小关系：4、第一宇宙速度：v= 7.9 km/s
第二宇宙速度：v= 11.2 km/s
第三宇宙速度：v= 16.7 km/s二、宇宙速度1．人造卫星原理： 在高山上以不同的初速度水平抛出一个物体，结果会如何呢？ 问题：平抛速度达到多少，物体就不会掉回到地面上了？ 设地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星离地心的距离近似等于地球的半径R，求卫星绕地球表面做匀速圆周运动的线速度。 分析：物体绕地球做匀速圆周运动，一定需要向心力的作用，那么物体受到那些力呢？向心力是有谁来提供的呢？ 向心力是由地球对物体的
万有引力来提供的卫星模型1、第一宇宙速度第一宇宙速度意义 如果发射卫星的速度小于7.9km/s，卫星将落到地面而不能绕地球运转；发射速度等于7.9km/s卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动。因此第一宇宙速度为最 的发射速度。 小例题1： 假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（ ）
B问题：如果发射速度大于7.9km/s又将如何？意义：如果发射卫星的速度大于7.9km/s而小于11.2km/s，卫星绕地球运行的轨道为 ；如果发射卫星的速度等于或大于11.2km/s，卫星将克服地球的引力，永远离开地球。我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度，又叫脱离速度。 椭圆2、第二宇宙速度： 意义：如果发射卫星的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，卫星将绕太阳运行； 如果发射卫星的速度等于或大于16.7km/s，卫星将克服太阳的引力，永远离开太阳系。我们把16.7km/s叫做第三宇宙速度，又叫逃逸速度。3、第三宇宙速度成功发射地球卫星的条件：三、卫星的运行速度1、定义：卫星发射成功后，卫星会绕地球做椭圆轨道运动或匀速圆周运动，高中阶段我们主要研究匀速圆周运动。因此，我们把卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度叫做卫星的运行速度。又叫环绕速度。由 得：问题：7.9km/s是否也是卫星 最小的运行速度呢？推导：卫星离地心的距离设为 r ， 可见：r 越大，v 越小因此，7.9km/s是卫星最大的运行速度。 因此：
第一宇宙速度7.9km/s是卫星：
最小的发射速度，
最大的运行速度。r 越大， a 越小卫星的ω、T、a 随 r 如何变化 r 越大， ω 越小r 越大， T 越大3、比较近地卫星、同步卫星、月亮的运行参数。轨道半径m运行速度km/s周期角速度rad/s向心加速度m/s2近地卫星同步卫星月亮4.2×107 3.8×108 1384分钟27.4天1.2×10-3 7.3×10-5 2.7×10-6 0.22 0.0027 6.4×1067.924小时9.8结论：卫星的v、ω、T、a 随 r 如何变化？ r 越大，ω 越小r 越大， T 越大r 越大， a 越小r 越大， v 越小高轨
低速大周期例题2 宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行，变轨后的半径为R2，R1＞R2.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的( )
A．线速度变小 B．角速度变小
C．周期变大 D．向心加速度变大D练习练习1、如图所示，a、b、c是圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则（ ）
A．b、c的角速度大小相等，且大于a的角速度
B．b、c周期相等，且大于a的周期
C．b、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度
D．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B小结：宇宙航行三个宇宙速度卫星的v、ω、T、a随半径 r 的变化趋势r 越大，ω 越小r 越大， T 越大r 越大， a 越小r 越大， v 越小 解决实际问题的基本物理方法：模型法作业：1、完成学案后的达标练习题
2、课本p48“问题与练习”第1、2、3
小题。教学设计
教学主题
宇宙航行
一、教材分析
1、地位：
《宇宙航行》是高中物理必修2第六章第5节。 本节内容是在学生学习了平抛运动、圆周运动和万有引力定律的知识后编排的，是关于曲线运动的实践应用，有助于培养学生综合运用力学和运动学的能力。本节课 内容一直是高考中的热点内容，在高考试题中一般以选择题出现。学习本节课让学生在学习过程体验从理论研究到实际应用的科学发展之路，有助于增强学生将物理 知识应用于生活和生产实践的意识。
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二、学生分析
知识方面：学生已经学习了曲线运动和万有引力定律，熟悉了平抛运动和匀速圆周运动规律，知道了任何两个天体之间都存在万有引力，为学习本节课储备了知识。
能力方面：学生虽然初步掌握了研究物理问题的一些基本方法，但是抽象思维能力和逻辑思维推理能力有待提高，综合分析问题的能力有待提高。
三、教学目标
（一）知识目标：
1、了解人造地球卫星的最初构想；
2、知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度；
3、理解卫星线速度、角速度、周期和向心加速度随轨道半径变化的规律。
（二）能力目标
①经历探究人造卫星由设想变为现实的过程，体会猜想、外推的科学方法培养学生的科学思维。
②通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，提高学生运用学过的知识分析和解决新问题的能力,培养学生科学探索能力。
③通过对卫星运动规律的研究,培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯。
（三）情感目标
学习万有引力定律在航天方面的应用，让学生真切感受到用自己所学的物理知识能解决天体问题，能解决实际问题，增强学生学习物理的热情，增强学生的爱国情怀。
4、重点难点：
重点：1、推导第一宇宙速度
2、卫星线速度、角速度、周期和向心加速度随轨道半径变化的规律。
难点：卫星线速度、角速度、周期和向心加速度随轨道半径变化的规律。
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四、教学环境
□简易多媒体教学环境?? □交互式多媒体教学环境?? □网络多媒体环境教学环境?? □移动学习? ?□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、卫星发射视频展示：情境导入法——创设情境，增强学习兴趣，激发学习欲望。增加了效果的可视性。2、以动画模拟高山投球为基础，展示出初速度越大物体在地球表面飞行越远。创设出初速度多大物体将不落下来问题情境，培养问题意识，促进思维发展；3、动画展示了围绕同一中心天体的卫星周期；线速度；角速度与半径的关系，变化趋势很明显展示出来，突破了本节课的重点；难点。通过情境创设，提高学生学习兴趣，使学生自主进行学习。
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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）
动画展示卫星发射
引出本课内容
观察思考
多媒体swf
牛顿的卫星设想动画展示，引导学生成功的建立的卫星模型，掌握了研究实际问题的基本物理方法------模型法
卫星设想动画展示
初速度达到多大物体就不会掉下来了？
动画引导
学生探究卫星最小发射速度即第一宇宙速度
老师提示条件
学生找到解决问题的规律
视频引导
第二；三宇宙速度
微视频播放
学生了解
微视频
学生探究卫星的运行参数v、ω、T、a随卫星轨道半径r的变化趋势
动画展示
学生从理论探究到动画支持得深刻印象
动画引导
测试评价
发放试卷，完成后评价。
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学生【达标练习】展示结果
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构建知识体系
引导学生利用学习目标进行自我检测并进行课堂总结
自主构建知识网络图，完成【学到了什么】
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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
1、卫星的发射：牛顿的卫星设想动画展示，引导学生成功的建立的卫星模型，掌握了研究实际问题的基本物理方法------模型法。卫星的运行：不同轨道的卫星运行动画，将实际的卫星运行情况进行了适当的缩小，展示在屏幕上，给学生以感性认识，使得本节课更加生动，增强了学生的学习兴趣。
2、重点难点的突破：本节课的2个重点，我都设计了多个教学环节，层层递进，利用问题来驱动，培养了学生利用所学知识解决实际问题的意识，不仅突破了难点，还提高了学生分析解决问题的能力。
3、学生搜集航天方面的资料，在培养能力的同时，对学生也进行了情感价值观的培养。
4、由于本节课所涉及的内容比较抽象，学生观察不到实际卫星的运行的情况，肯定还有部分学生对卫星模型还没有理解透彻，所以在后续的教学中，还需进一步的探究，对卫星模型的应用，还需进一步的拓展。
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