第六節(jié)宇宙速度 人造地球衛(wèi)星

1、教 學 課 題3-6 宇宙速度 人造地球衛(wèi)星第88頁課 的 類 型新授課（45分鐘）教 學 對 象一年級職業(yè)中專生教學目的和要求知識目標1正確理解人造衛(wèi)星作圓周運動時，各物理量之間的關(guān)系。2 知道三個宇宙速度的含義，會推導第一宇宙速度。3 培養(yǎng)學生自學和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)資源的能力。4 理解科學技術(shù)與社會的互動關(guān)系，培養(yǎng)學生科學的民主意識能力目標通過學習萬有引力定律在天文學上的應(yīng)用，通過解世界和中國的航天事業(yè)的發(fā)展，了解世界上第一顆人造衛(wèi)星、第一個宇宙飛船、第一個宇航員的知識，增強學生的愛國主義熱情情感目標通過學習萬有引力定律在天文學上的應(yīng)用，使學生真切感受到用自己所學的物理知識能解決天體問題，能解決實

2、際問題，增強學生學習物理的熱情教 學 重 點萬有引力定律的應(yīng)用教 學 難 點人造地球衛(wèi)星的發(fā)射教 學 方 法電教法、推導法、歸納法、講授法教 具 和 儀 器多媒體和計算機教學過程教學內(nèi)容說明新課導入我們在看電視實況轉(zhuǎn)播時總聽到解說員講：電視機前的觀眾朋友們：我們正在通過太平洋上空或印度洋上空的通訊衛(wèi)星轉(zhuǎn)播電視實況，那么衛(wèi)星是如何發(fā)射出去的？人造衛(wèi)星的運行速率與其軌道半徑有何關(guān)系？本節(jié)課我們就來學習人造衛(wèi)星 宇宙速度【板書】3-6 宇宙速度 人造地球衛(wèi)星故事引入講授新課離地面一定高度的物體以一定的初速度水平射出，由于重力作用，物體將做平拋運動即最終要落回地面。但如果射出的速度增加，會發(fā)生什么情況

3、呢？【板書】一人造衛(wèi)星發(fā)射原理牛頓的人造地球衛(wèi)星設(shè)想原理：平拋運動A BCDV0E由于拋出速度不同，物體的落點也不同。當拋出速度達到一定大小，物體就不會落回地面，而是在引力作用下繞地球旋轉(zhuǎn)，成為繞地球運動的人造衛(wèi)星。故事引入觀察人造衛(wèi)星原理圖講授新課那么人造衛(wèi)星的軌道半徑和它的運動速率之間有什么關(guān)系呢？下面我們就來學習這個問題。【板書】二宇宙速度問題一：設(shè)一顆人造衛(wèi)星沿圓形軌道繞地球運轉(zhuǎn). 教師：衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)的向心力由什么力提供？學生：由衛(wèi)星所受地球的萬有引力來提供. 據(jù)上述關(guān)系你能得到什么表達式？人造衛(wèi)星的運行速率與其軌道半徑有何關(guān)系？引導：人造衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)的向心力由什么力提供？（萬有引

4、力）設(shè)地球質(zhì)量為M，某顆衛(wèi)星運動的軌道半徑為r，此衛(wèi)星質(zhì)量為m，它受到地球?qū)λ娜f有引力為等式兩邊都有m，可以約去，說明與衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān)。于是我們得到 討論：v與r之間的關(guān)系：學生：由于GM一定，r越小，線速度v越大，反之，r越大，v越小.教師：由此我們得到：距地面越高的衛(wèi)星運轉(zhuǎn)速率越小.那么，是向高軌道發(fā)射困難，還是向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難呢？學生：向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難，因為向高軌道發(fā)射衛(wèi)星，火箭要克服地球?qū)λ囊ψ龈嗟墓τ诮厝嗽煨l(wèi)星，衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)半徑約等于地球半徑R，可求得v1=7.9km/s 。這就是衛(wèi)星繞地面附近作圓周運動所需的速度，叫第一宇宙速度，也稱環(huán)繞速度。學

5、生總結(jié)向心力由萬有引力得到回顧萬有引力定律的表達式講授新課【板書】：第一宇宙速度v=7.9km/s當物體的速度等于或大于11.2km/s時，物體就可以掙脫地球引力的束縛，成為繞太陽運動的人造衛(wèi)星。所以，11.2km/s 是衛(wèi)星脫離地球的速度，這個速度叫作第二宇宙速度，也稱脫離速度。【板書】：第二宇宙速度v=11.2km/s如果物體的發(fā)射速度再大，達到或超過16.7km/s時，物體將能夠擺脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外。16.7km/s這個速度稱為第三宇宙速度?！景鍟浚旱谌钪嫠俣葀=16.7km/s【板書】三、同步通信衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星是指其公轉(zhuǎn)周期和地球自轉(zhuǎn)的周期相等的衛(wèi)星。地球同步衛(wèi)星有幾個明顯的特點：（演示課件）【板書】 特點：周期一定-23小時56分4秒方位一定-赤道上空高度一定-3.6107m根據(jù)數(shù)據(jù)推到出宇宙三速度的大小鞏固練習1. 一顆在圓形軌道上運行的人造地球衛(wèi)星，軌道半徑為r，它的線速度大小為v，問:當衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r 時，它的線速度是多大？重力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?. 天文臺測得一顆衛(wèi)星沿半徑為R的圓形軌道繞某行星轉(zhuǎn)動，周期為T，求衛(wèi)星的向心加速度和行星的質(zhì)量。根據(jù)練習情況，提出新的疑問。小結(jié)通過本節(jié)課的學習，我們知