[人造卫星 宇宙速度]§6—5人造卫星、宇宙速度
【jiaoan.jxxyjl.com--高一物理教案】
教学目标 ：
1． 正确理解人造卫星作圆周运动时，各物理量之间的关系。
2． 知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
3． 培养学生自学和应用网络资源的能力。
4． 理解科学技术与社会的互动关系，培养学生科学的民主意识。
重点难点：
第一宇宙速度的推导
教学方法：
讲授、讨论并辅以多媒体演示及网络环境下的自学等多种形式的教学方法。体现STS教育和综合化的思路，有效合理地应用各种教育教学手段，丰富学生的学习方式，优化教学过程 。
教学器材：
网络设备及相应的教学软件。
教学过程 ：
●引入新课
在科学技术欠发达的古代，"嫦娥奔月"只能是美丽的传说。
1957年10月4日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，从而开创人类的航天新纪元；1961年4月12日，前苏联成功地发射了第一艘"东方号"载人飞船，尤里·加加林成为人类第一位航天员，揭开了人类进入太空的序幕；1969年7月20日，美国航天员阿姆特朗和奥尔德林驾驶"阿波罗"11号飞船的登陆舱降落在月球赤道附近的静海区，首次实现了人类登上月球的理想……
人类进入了航天时代。这节课我们就来学习人造地球卫星方面的基本知识。
【板书】§6.5 人造卫星 宇宙速度
●新课讲授
离地面一定高度的物体以一定的初速度水平射出，由于重力作用，物体将做平抛运动即最终要落回地面。但如果射出的速度增加，会发生什么情况呢？
【板书】 一、人造地球卫星
演示牛顿设想原理图。由于抛出速度不同，物体的落点也不同。当抛出速度达到一定大小，物体就不会落回地面，而是在引力作用下绕地球旋转，成为绕地球运动的人造卫星。
那么，速度多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的卫星呢？
【板书】 二、宇宙速度
下面讨论人造卫星绕地球运动的速度。假如地球和人造卫星的质量分别为M 和m，卫星的轨道半径和线速度分别为r和v，根据万有引力提供向心力可知：
由此解出： v=
对于近地人造卫星，卫星的运转半径约等于地球半径R，可求出：v=
将引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2和地球质量M=5.89×1024kg及地球半径R=6.37×106m代入上式，可求得v1=7.9km/s 。这就是卫星绕地面附近作圆周运动所需的速度，叫第一宇宙速度，也称环绕速度。
【板书】 1.第一宇宙速度(环绕速度) v1=7.9km/s
请学生根据所学的知识，推导第一宇宙速度的另一种表达式：v1=
推导：地面附近重力提供向心力：
即 mg= 所以 v=
将R=6.37×106m, g=9.8m/s2代入，求出第一宇宙速度仍为7.9km/s。
如果人造地球卫星进入轨道的水平速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨道就不是圆，而是椭圆。当物体的速度等于或大于11.2km/s时，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造卫星。所以，11.2km/s 是卫星脱离地球的速度，这个速度叫作第二宇宙速度，也称脱离速度。
【板书】 2.第二宇宙速度（脱离速度） v2=11.2km/s
达到第二宇宙速度的物体还受太阳引力的束缚，要想使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必须使它的速度等于或大于16.7km/s，这个速度叫作第三宇宙速度，也称逃逸速度。
【板书】 3.第三宇宙速度（逃逸速度） v3=16.7km/s
人造地球卫星的种类很多，有一种特别的卫星叫地球同步卫星。
【板书】 三、地球同步卫星
地球同步卫星是指其公转周期和地球自转的周期相等的卫星。地球同步卫星有几个明显的特点：（演示课件）
【板书】 特点：
周期一定--23小时56分4秒
方位一定--赤道上空
高度一定--3.6×107m
人造地球卫星有广泛的应用。例如，靠人工进行资源调查，速度慢、效率低，调查和开发一个矿藏一般需要十几年的时间。现在利用人造卫星进行调查，它一天绕地球转十几圈，在高空拍下卫星照片，回收下来，可以大面积了解全局，效率大大提高。例如，对北京以北十六万平方公里地区的一次卫星勘察，就找到七个成矿预测区。
电视教育是培养人才的一种手段。但是电视靠中继站转播，每隔50km就要建一个中继站，这要耗费大量的人力、物力。如果利用卫星传播，象我们这样幅员辽阔的国家，只要一颗同步通信卫星，边远地区也可以收看首都的电视节目。1984年4月我国发射的试验通信卫星为我国通信事业的现代化开拓了极为广阔的前景。1986年10月我国开始利用通信卫星进行电视教育广播。
下面就请同学们利用网络资源，上网查找有关人造卫星和航天方面的资料，增加对这方面知识的了解。并围绕以下问题进行信息检索：
1. 能否发射一颗相对静止在北京上空的通信卫星？
2. 了解我国人造地球卫星的发展状况。
3. 了解人造卫星的种类。
（学生上网）
● 巩固练习
1. 一颗在圆形轨道上运行的人造地球卫星，轨道半径为r，它的线速度大小为v，问:当卫星的轨道半径增大到2r 时，它的线速度是多大？重力变为原来的多少倍？
2. 天文台测得一颗卫星沿半径为R的圆形轨道绕某行星转动，周期为T，求卫星的向心加速度和行星的质量。
● 在线测试
做网页上的试题，并可现场给出分数。
● 作业
1. 复习本节课文及阅读有关黑洞的知识。
2. 思考课本练习二第（4）、（5）、（6）题。
3. 练习二第（1）、（2）、（7）题做在练习本上。
说 明：
1. 本节教材从万有引力提供向心力为出发点，讲述了人造卫星的运行原理，推导了第一宇宙速度，了解了三个宇宙速度的含义。
2. 注意引导学生如何上网查资料，使学生在掌握本节内容的同时，学会正确利用网络资源辅助自己的学习，优化了教学过程 。
-
探究弹性势能的表达式教学视频|“探究弹性势能的表达式”教学设计详细阅读
【教学目标】 一、知识与技能 1．理解弹性势能的概念和物理意义。 2．学习计算变力做功的思想方法。 3．理解弹力的功与弹性势能变化的关系。 4．知道弹性势能具有相对性。 二、过程与方法 1．仿照重力势能表达式的得出方法探究弹性势能表达式，让学生体会物理学中这种类比迁移的研究方法。...
-
【追寻守恒量能量教案】5.1追寻守恒量教案详细阅读
一、学习任务分析1．教材的地位和作用在物理学中，能量并不是由功定义的。能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。能量概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。守恒关系是自然中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的，因为它是极为重要的研究方向。根据这种认识，所...
-
向心力向心加速度公式|向心力、向心加速度详细阅读
教学目标： 一、知识目标： 1、理解向心加速度和向心力的概念 2、知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。 3、掌握向心力与向心加速度之间的关系。 二、能力目标： 1、学会用运动和力的关系分析分题 2、理解向心力和向心加速度公式的确切含义，并能用来进行计算。...
-
[牛顿第三定律 教案]牛顿第三定律的教案示例详细阅读
一、教学目标1．在物理知识方面理解作用力和反作用力的关系，掌握牛顿第三定律的内容．2．牛顿第三定律是通过实验得到的，在这一节课中要充分让学生体会到这一点．通过本节课的教学，要让学生在学习物理知识的同时，学会物理学研究现象、总结规律的方法．二、重点、难点分析1．本节教学的重点是认识并理解作用力和反作用...
-
曲线运动知识点总结|《曲线运动》详细阅读
一、设计思想 在旧教材中，《曲线运动》关于曲线运动的速度方向的教学，通常通过演示圆周运动的小球离心现象，演示砂轮火星痕迹实验，采取告知的方式，让学生知道曲线运动的速度方向为该位置的切线方向，由于轨迹是瞬间性，实验有效性差。在新教材中，通过曲线轨道实验演示曲线运动的方向，再告知速度方向是曲线的切...
-
实验验证机械能守恒定律教案_5.9实验：验证机械能守恒定律(新课标)详细阅读
高中物理课堂教学教案 年 月 日 课 题 §5 9 实验：验证机械能守恒定律 课 型 新授课（2课时） 教 学 目 标 知识与技能 1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度． 2．掌握验证机械能守恒定律的实验原理． 过程与方法 通过...
-
1.6电势差与电场强度的关系教学设计|§1.6电势差与电场强度的关系详细阅读
§1 6 电势差与电场强度的关系 第11课时教学目的：1、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系u=ed，并且能够推导出这个关系式。2、会用关系式u=ed进行有关的计算。3、理解电势与场强无直接的关系。过程与方法：通过推导电场强度与电势差的关系，使学生的分析能力和推理能力得到进一步培养情感态度与价值...
-
【atp教学设计新课标】5.2功教学设计(新课标)详细阅读
教具：带有牵引细线的滑块(或小车)。（一）引入新课 功这个词我们并不陌生，初中物理中学习过功的一些初步知识，今天我们又来学习功的有关知识，绝不是简单地重复，而是要使我们对功的认识再提高一步。（二）教学过程设计 1、功的概念 先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题：什么叫做功...
-
[法拉第电磁感应定律教学设计表格式]“法拉第电磁感应定律”教学设计详细阅读
“法拉第电磁感应定律”--内蒙古呼和浩特市第十四中学 王文梅【教学目的】1．理解电磁感应现象中感应电动势的存在；2．通过对实验现象的观察，分析、概括与感应电动势的大小有关的因素，从而掌握法拉第电磁感应定律，并使学生体会在发现和认识物理规律中物理实验的重要作用，培养学生的实验操作能力；3．通过本节课的...
-
[牛顿第二定律第三定律]第三课时牛顿第二定律详细阅读
教学目标： 一、知识目标 1．理解加速度与力和质量的关系； 2．理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义； 3．知道得到牛顿第二定律的实验过程。 二、能力目标 培养学生的实验能力、分析能力和解决问题的能力。 三、德育目标 使学生知道物理中的一种研究问...