《第02節(jié)萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)(廣東省縣級(jí)優(yōu)課)-物理教案

萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用——衛(wèi)星變軌教學(xué)設(shè)計(jì)授課班級(jí)__高三6__授課教師__張昭歡__授課時(shí)間：2016.9.29課程分析：本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力定律之后的一節(jié)應(yīng)用課，主要內(nèi)容是利用萬(wàn)有引力定律分析衛(wèi)星變軌問(wèn)題。“萬(wàn)有引力定律”是中學(xué)物理的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，也是一個(gè)高考一個(gè)熱點(diǎn)內(nèi)容（幾乎年年必考）；而“萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用”又是本章的教學(xué)重點(diǎn)。其實(shí)在整個(gè)中學(xué)物理知識(shí)框架內(nèi)，本章內(nèi)容并不難，但是這一章卻使很多學(xué)生感到十分頭疼,原因在于這一章的公式比較多，變式也很多、繁雜，尤其是計(jì)算量又很大，并且對(duì)空間想象能力的要求也比較高，所以導(dǎo)致他們學(xué)習(xí)起來(lái)比較吃力。另外，萬(wàn)有引力定律在理論聯(lián)系實(shí)際方面的能力也要求較高，其實(shí)萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中的兩種常見?？记闆r是：⑴、萬(wàn)有引力定律在近地環(huán)繞中的應(yīng)用，⑵、萬(wàn)有引力定律在衛(wèi)星軌道變化中的應(yīng)用。需要在教與學(xué)的過(guò)程中重點(diǎn)突破。本節(jié)教材重點(diǎn)講述了人造地球衛(wèi)星的變軌原理，明白變軌的特點(diǎn)和、的供需關(guān)系是決定變軌的核心原因。重點(diǎn)、難點(diǎn):明白變軌的特點(diǎn)和變軌的核心原因?qū)W情分析:學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了萬(wàn)有引力的定律，并能利用萬(wàn)有引力定律的公式分析衛(wèi)星的發(fā)射速度和運(yùn)行速度，但學(xué)生的推理和運(yùn)算能力較差，加上本章書的公式運(yùn)用較為靈活，故學(xué)生對(duì)此有一定的畏難心理。課程目標(biāo)：⑴、掌握人造地球衛(wèi)星的變軌原理和明白變軌的特點(diǎn)⑵、理解、的供需關(guān)系是決定變軌的核心原因。設(shè)計(jì)理念：因?yàn)槭歉呷龔?fù)習(xí)課，又是理論課后的應(yīng)用課，所以，整節(jié)課重點(diǎn)和學(xué)生一起分析變軌問(wèn)題的特點(diǎn)、原理、原因，并通過(guò)歸納同類題來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的掌握。教學(xué)媒體：動(dòng)畫、ppt課件教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：一、引入5分回憶衛(wèi)星的發(fā)射速度和運(yùn)行速度，并以三道高考題做簡(jiǎn)要分析。二、變軌問(wèn)題1、如圖所示，在月球橢圓軌道上，已關(guān)閉動(dòng)力的“天宮二號(hào)”在月球引力作用下向月球靠近，并將在B處變軌進(jìn)入環(huán)月軌道運(yùn)行。下列說(shuō)法中正確的是A．“天宮二號(hào)”正在橢圓軌道上加速飛向月球B．發(fā)射“天宮二號(hào)”的速度大于11.2km/s

C．“天宮二號(hào)”在環(huán)月軌道上運(yùn)行時(shí)，衛(wèi)星中物體處于失重狀態(tài)

D．“天宮二號(hào)”在B處變軌進(jìn)入環(huán)月軌道時(shí)必須減速小軌道變大軌道：1、飛船在圓軌道小軌道變大軌道：1、飛船在圓軌道1做圓周運(yùn)動(dòng)，提供向心力，F(xiàn)萬(wàn)F向2、飛船因發(fā)動(dòng)機(jī)做正功加速后，所需向心力，F(xiàn)萬(wàn)F向，飛船做運(yùn)動(dòng)3、做離心運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，萬(wàn)有引力做功，隨著高度增加，速度，4、當(dāng)F萬(wàn)F向時(shí)，又在新的軌道2上做運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)大軌道變小軌道：1、飛船在圓軌道1做圓周運(yùn)動(dòng)，提供向心力，F(xiàn)萬(wàn)F向2、飛船因發(fā)動(dòng)機(jī)做負(fù)功減速后，所需向心力，F(xiàn)萬(wàn)F向，飛船做運(yùn)動(dòng)3、做向心運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，萬(wàn)有引力做功，隨著高度增加，速度，4、當(dāng)F萬(wàn)F向時(shí)，又在新的軌道2上做運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)5、一艘原來(lái)在地球圓軌道上運(yùn)行的飛船，若加速后能夠與繞地球運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)圓軌道上的空間站對(duì)接，則飛船一定是A、從較低軌道上加速B、從較高軌道上加速C、從同一軌道上加速D、從任意軌道上加速6、(2016天津)我國(guó)即將發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，之后發(fā)生“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”對(duì)接。假設(shè)“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，下列措施可行的是A、使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接B、使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接C、飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接D、飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接7、(2013全國(guó))2012年6月18日，神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)發(fā)生器在離地面343km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國(guó)首次載人空間交會(huì)對(duì)接。對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣。下列說(shuō)法正確的是A、為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B、如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加C、如不加干預(yù)，天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢降低D、航天員在天宮一號(hào)中處于失重狀態(tài)，說(shuō)明航天員不受地球引力作用8、一顆正在繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，由于受到阻力作用則將會(huì)出現(xiàn)：A、速度變小B、動(dòng)能增大C、角速度變小D、半徑變大9、(2011上海)人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中由于受到微小的阻力，軌道半徑將緩慢減小。在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力大小將(填“減小”或“增大”)；其動(dòng)能將(填“減小”或“增大”)。10、(2016北京)如圖所示，一顆人造衛(wèi)星原來(lái)在橢圓軌道1繞地球E運(yùn)行，在P變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是A.不論在軌道1還是在軌道2運(yùn)行，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度都相同B.不論在軌道1還是在軌道2運(yùn)行，衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度都相同C.衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同加速度D.衛(wèi)星在軌道2的任何位置都具有相同動(dòng)量11、(2010江蘇)2009年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的有A、在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的速度小于經(jīng)過(guò)B的速度B、在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能C、在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期D、在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加速度12、(2009山東)2008年9月25日至28日我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載入航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是A．