高中物理人教版第六章萬有引力與航天宇宙航行 市一等獎

宇宙航行學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.會推導(dǎo)第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；2.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識，知道近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的特點(diǎn)；3培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情，樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)．學(xué)習(xí)重點(diǎn)：第一宇宙速度的推導(dǎo)過程和方法，了解第一宇宙速度的應(yīng)用。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1、人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度的區(qū)別。2、掌握有關(guān)人造衛(wèi)星計(jì)算及計(jì)算過程中的一些代換[自主學(xué)習(xí)：]一、宇宙速度1.第一宇宙速度物體在地面附近繞地球做的速度，叫做第一宇宙速度。[說一說]：在地面附近將物體以一定的水平速度發(fā)射出去，如果速度，物體不再在落回地球表面，而是剛好在地球表面附近圍繞地球做運(yùn)動，成為地球的，這時的發(fā)射速度就叫做第一宇宙速度。第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最發(fā)射速度，也是衛(wèi)星在地球表面附近圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)行速度，是人造地球衛(wèi)星的最運(yùn)行速度。[試一試]：設(shè)地球的質(zhì)量為M，人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量為m、運(yùn)行速度為v、它到地心的距離為r，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心力由提供，即，則v=。當(dāng)衛(wèi)星在地球表面附近運(yùn)動時，它到地心的距離可以看作地球的半徑R=6400Km，則v=km/s。[想一想]：有沒有其它方法推導(dǎo)地球的第一宇宙速度？2.第二宇宙速度:在地面附近發(fā)射物體，當(dāng)物體的速度等于或大于km/s，它就會克服的引力，永遠(yuǎn)離開地球，成為太陽的人造行星，這時的發(fā)射速度就叫做第二宇宙速度。[思考與討論]：在地面附近發(fā)射物體，如果發(fā)射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它繞地球運(yùn)行的軌跡是。3.第三宇宙速度:在地面附近發(fā)射物體，當(dāng)物體的速度等于或大于km/s，它就會掙脫的束縛，飛到太陽系以外，成為人造小恒星，這時的發(fā)射速度就叫做第三宇宙速度。二、夢想成真：三、同步衛(wèi)星：什么是地球同步衛(wèi)星？地球同步衛(wèi)星有哪些特點(diǎn)？①周期_____地球自轉(zhuǎn)周期；T=24h;②角速度_____地球自轉(zhuǎn)角速度；各個國家發(fā)射的同步衛(wèi)星距離地面高度是否相同？為什么？同步衛(wèi)星是否會發(fā)生碰撞？為什么？總結(jié)：同步衛(wèi)星的特點(diǎn)[課內(nèi)探究]探究問題一：

衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。1、人造地球衛(wèi)星的線速度跟半徑是什么關(guān)系？衛(wèi)星的線速度什么時候最大？衛(wèi)星的周期跟半徑是什么關(guān)系？衛(wèi)星的周期什么時候最??？（1）人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，則萬有引力提供向心力，即：F萬=F向，公式為：___________=ma=_________=_______=_______;①a=_______,可見隨著軌道半徑增大，衛(wèi)星的向心加速度減小，向心力減??；eq\o\ac(○,2)w=________,隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星的角速度；eq\o\ac(○,3)T=_________,隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的周期，近地衛(wèi)星的周期約為，其他衛(wèi)星的周期都大于這個數(shù)值；eq\o\ac(○,4)v=________,隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星線速度；近地衛(wèi)星：軌道半徑等于地球的半徑，它的運(yùn)行速度是_________,也是衛(wèi)星的_______環(huán)繞速度

小結(jié)：探究問題二：人造衛(wèi)星的發(fā)射速度和運(yùn)行速度（1）發(fā)射速度：（2）環(huán)繞速度：（3）發(fā)射速度和衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)的速度是不是同一速度？發(fā)射速度大說明什么？衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速度大又說明什么？思考