2019-2020年人教版必修二6.5《宇宙航行》WORD教案3.doc

《2019-2020年人教版必修二6.5《宇宙航行》WORD教案3.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年人教版必修二6.5《宇宙航行》WORD教案3.doc（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年人教版必修二6.5《宇宙航行》WORD教案3 課 題 6.5宇宙航行 課 型 新授課（2課時(shí)） 教 學(xué) 目 標(biāo) 知識(shí)與技能 1．了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)． 2．知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度． 過(guò)程與方法 通過(guò)用萬(wàn)有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度．培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力． 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過(guò)介紹我國(guó)在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況．激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情． 2．感知人類探索宇宙的夢(mèng)想．促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生價(jià)值觀． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 第一宇宙速度的推導(dǎo)． 教學(xué)難點(diǎn) 運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系． 教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 教具準(zhǔn)備 錄像資料、多媒體課件 教 學(xué) 活 動(dòng) （一）引入新課 1957年前蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，開創(chuàng)了人類航天時(shí)代的新紀(jì)元。我國(guó)在70年代發(fā)射第一顆衛(wèi)星以來(lái)，相繼發(fā)射了多顆不同種類的衛(wèi)星，掌握了衛(wèi)星回收技術(shù)和“一箭多星”技術(shù)，99年發(fā)射了“神舟”號(hào)試驗(yàn)飛船。這節(jié)課，我們要學(xué)習(xí)有關(guān)人造地球衛(wèi)星的知識(shí)。 （二）進(jìn)行新課 1、牛頓的設(shè)想 （1）牛頓對(duì)人造衛(wèi)星原理的描繪。 設(shè)想在高山上有一門大炮，水平發(fā)射炮彈，初速度越大，水平射程就越大，可以想象當(dāng)初速度足夠大時(shí)，這顆炮彈將不會(huì)落到地面，將和月球一樣成為地球的一顆衛(wèi)星。 （2）人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)原因。 人造衛(wèi)星在繞地球運(yùn)行時(shí)，只受到地球?qū)λ娜f(wàn)有引力作用，人造衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供。 （3）人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度。 設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，軌道半徑為r，由于萬(wàn)有引力提供向心力，則 ， ∴， 可見(jiàn)：高軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，線速度小。 提出問(wèn)題：角速度和周期與軌道半徑的關(guān)系呢？ ， 可見(jiàn)：高軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，角速度小，周期長(zhǎng)。 引入：高軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星速度小，是否發(fā)射也容易呢？這就需要看衛(wèi)星的發(fā)射速度，而不是運(yùn)行速度 2、宇宙速度 （1）第一宇宙速度 ⑴推導(dǎo)： 問(wèn)題：牛頓實(shí)驗(yàn)中，炮彈至少要以多大的速度發(fā)射，才能在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？地球半徑為6370km。 分析：在地面附近繞地球運(yùn)行，軌道半徑即為地球半徑。由萬(wàn)有引力提供向心力： ， 得： 又∵ ∴ 結(jié)論：如果發(fā)射速度小于7.9km/s，炮彈將落到地面，而不能成為一顆衛(wèi)星；發(fā)射速度等于7.9km/s，它將在地面附近作勻速圓周運(yùn)動(dòng)；要發(fā)射一顆半徑大于地球半徑的人造衛(wèi)星，發(fā)射速度必須大于7.9km/s?？梢?jiàn)，向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難。 ⑵意義：第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，所以也稱為環(huán)繞速度。 （2）第二宇宙速度 大小。 意義：使衛(wèi)星掙脫地球的束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度，也稱為脫離速度。 注意：發(fā)射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓；等于或大于11.2km/s時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力，不再繞地球運(yùn)行。 （3）第三宇宙速度。 大?。骸? 意義：使衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度，也稱為逃逸速度。 注意：發(fā)射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，衛(wèi)星繞太陽(yáng)作橢圓運(yùn)動(dòng)，成為一顆人造行星。如果發(fā)射速度大于等于16.7km/s，衛(wèi)星將掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的空間。 3、人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度 （1）發(fā)射速度： 發(fā)射速度是指衛(wèi)星在地面附近離開發(fā)射裝置的初速度，一旦發(fā)射后再無(wú)能量補(bǔ)充，要發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星，發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。 （2）運(yùn)行速度： 運(yùn)行速度指衛(wèi)星在進(jìn)入運(yùn)行軌道后繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。當(dāng)衛(wèi)星“貼著”地面飛行時(shí)，運(yùn)行速度等于第一宇宙速度，當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑時(shí)，運(yùn)行速度小于第一宇宙速度。 3．同步衛(wèi)星 所謂同步衛(wèi)星，是相對(duì)于地面靜止的，和地球具有相同周期的衛(wèi)星，T=24h，同步衛(wèi)星必須位于赤道上方距地面高h(yuǎn)處，并且h是一定的。同步衛(wèi)星也叫通訊衛(wèi)星。 由得：h= （T為地球自轉(zhuǎn)周期，M、R分別為地球的質(zhì)量，半徑）。代入數(shù)值得h=。 例題分析 【例題1】有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運(yùn)行，已知它們的軌道半徑之比r1：r2＝4：1，求這顆衛(wèi)星的：⑴線速度之比；⑵角速度之比；⑶周期之比；⑷向心加速度之比。 解：⑴由得 所以 ⑵由得 所以 ⑶由得 ⑷由得 【例題2】地球半徑為6400km，在貼近地表附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星速度為7.9103m/s，則周期為多大？估算地球的平均密度。 解：⑴； ⑵由 得： 思考：能否發(fā)射一顆周期為80min的人造地球衛(wèi)星？ （三）.夢(mèng)想成真 (展示問(wèn)題) 師：探索宇宙的奧秘，奔向廣闊而遙遠(yuǎn)的太空，是人類自古以來(lái)的夢(mèng)想，那么夢(mèng)想成真了嗎?請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“夢(mèng)想成真”部分． 生：1957年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功． 1961年4月12日，蘇聯(lián)空軍少校加加林進(jìn)入了“東方一號(hào)”載人飛船．火箭點(diǎn)火起飛繞地球飛行一圈，歷時(shí)108min，然后重返大氣層，安全降落在地面上，鑄就了人類進(jìn)入太空的豐碑． 1969年7月16日9時(shí)32分，“阿波羅11號(hào)”成功登臨月球，蛾人航天技術(shù)迅速發(fā)展． 1992年，中國(guó)載人航天工程正式啟動(dòng)．2003年10月15日9時(shí)，我國(guó)“神舟”五號(hào)宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，把中國(guó)第一位航天員楊利偉送人太空．飛船繞地球飛行14圈后，于10月16日6時(shí)23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)．這次成功發(fā)射實(shí)現(xiàn)了中華民族千年的飛天夢(mèng)想，標(biāo)志著中國(guó)成為世界上第三個(gè)能夠獨(dú)立開展載人航天活動(dòng)的國(guó)家，為進(jìn)一步的空間科學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)． 伴隨著“神舟’五號(hào)的發(fā)射成功，中國(guó)已正式啟動(dòng)“嫦娥工程”，開始了宇宙探索的新征程． （四）課堂小結(jié) 人造地球衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)原因。 宇宙速度。 發(fā)射速度與運(yùn)行速度。 例題分析 【例題1】有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運(yùn)行，已知它們的軌道半徑之比r1：r2＝4：1，求這顆衛(wèi)星的：⑴線速度之比；⑵角速度之比；⑶周期之比；⑷向心加速度之比。 解：⑴由得 所以 ⑵由得 所以 ⑶由得 ⑷由得 【例題2】地球半徑為6400km，在貼近地表附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星速度為7.9103m/s，則周期為多大？估算地球的平均密度。 解：⑴； ⑵由 得： 思考：能否發(fā)射一顆周期為80min的人造地球衛(wèi)星？ 學(xué) 生 活 動(dòng) 作 業(yè) 教材78頁(yè)1、2、3 板 書 設(shè) 計(jì) 1、宇宙速度 7.9km/s 11.2km/s 16.7km/s 第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度，是在軌道上運(yùn)行的最大速度 2、人造地球衛(wèi)星 3、同步衛(wèi)星 定點(diǎn)在赤道上空，周期T、高度h、線速度v一定。T=24h h=36000km v=3.1km/s 4、夢(mèng)想成真 （1）世界的成就 （2）中國(guó)的成就 教 學(xué) 后 記 23