高中物理必修二教案-6.5宇宙航行14-人教版

6.5 宇宙航行
【教学目标】
一、知识与技能
1.理解人造卫星发射的原理；
2.了解三个宇宙速度；
3.掌握人造卫星运行的规律公式。
二、过程与方法
通过讲故事、看动画与类推方法加深学生对知识的理解。
三、情感、态度与价值观
通过教学活动，激发学生对宇宙认知的兴趣，鼓励学生探索未知的宇宙。
【教学重点】
宇宙速度：第一、第二、第三宇宙速度；
人造卫星：加速度、线速度、角速度、周期公式
【教学用具】
多媒体教学平台
【教学过程】
一、引入新课
由飞天英雄杨利伟、嫦娥奔月引出古今飞天梦想，提出物体飞天需要满足什么条件的问题；
2、由牛顿抛苹果的故事说明物体飞上天空的发射原理（看动画）：
物体抛出速度足够大时，可以在地表附近绕地球做匀速圆周运动。
二、新课教学
1、如果你是牛顿，如何计算出物体发射到太空的最小速度
方法一：false 解得false （牛顿还不知道GM大小）
方法二：false 解得false=7.9km/s
①第一宇宙速度(环绕速度)：
物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度，大小为7.9km/s。
②第二宇宙速度(脱离速度)：
使物体能够克服地球的引力作用永远离开地球所需的最小发射速度，称为第二宇宙速度，其大小为 11.2 km/s。
③第三宇宙速度(逃逸速度)：
使物体能够挣脱太阳的引力束缚永远飞到太阳系以外所需的最小发射速度，叫第三宇宙速度，其大小为 16.7 km/s。
④第四宇宙速度：飞离银河系的发射速度···（还未知，靠大家去探究）
看动画总结三个宇宙速度
2、人造卫星
为了安全，大部分卫星是绕地球做匀速圆周运动。
提出问题：不同轨道的卫星运行规律一样吗？
因为卫星做匀速圆周运动，则地球对卫星的万有引力提供向心力。
false
解得：false， false， false， false（也可用false求）
因为每颗人造卫星的GM都一样，所以运行规律只受轨道半径r影响。
当r越大，则加速度、线速度、角速度越小，周期越大。
七字口诀：高轨低速长周期
补充：7.9km/s是人造卫星的最大运行速度。
此结论可推广应用于行星绕太阳的运动。
3、人造卫星的轨道
因为万有引力等于向心力，所有人造卫星的轨道圆心一定与地心重合。
4、总结：
①宇宙速度
第一宇宙速度：v1=7.9km/s
第二宇宙速度：v2=11.2km/s
第三宇宙速度：v3=16.7km/s
②人造卫星：万有引力等于向心力
false
5、习题巩固
（多选）关于地球的第一宇宙速度，正确的是( BC )
A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度
B.它是人造地球卫星在近地轨道运行的最大速度
C.它是人造地球卫星进入近地轨道的最小发射速度
D.根据人造卫星环绕地球运行的速度false，把卫星发射到越远地方越容易
（单选）如图，同一轨道平面内的三颗人造地球卫星，正确的是(　 C　)
A. 根据false，可知 vA < vB < vC
B. 根据万有引力定律，可知 FA > FB > FC
C. 角速度 wA > wB > wC
D. 向心加速度 aA < aB < aC
（多选）两颗人造卫星，质量比m1：m2=1：2，轨道半径之比R1：R2=3：1，不正确的是（? AB ）
A．周期之比T1：T2=3：1
B．线速度之比v1：v2=3：1
C．向心力之比为F1：F2=1：18
D．向心加速度之比a1：a2=1：9
【板书】
6.5 宇宙航行
发射速度
运行速度
第一宇宙速度
第二宇宙速度
第三宇宙速度
人造卫星
高轨低速长周期

放热，
达到凝固点