2020年高中物理教学设计:6.5《宇宙航行》2(人教版必修2).docx
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1、第5节 宇宙航行新课教学1、宇宙速度老师活动:请同学们阅读课文第一自然段,同时思考下列问题投影出示:1、在地面抛出的物体为什么要落回地面?2、什么叫人造地球卫星?同学活动:阅读课文,从课文中找出相应的答案。1、在地面上抛出的物体,由于受到地球引力的作用,所以最终都要落回到地面。2、假如在地面上抛出一个物体时的速度足够大,那么它将不再落回地面,而成为一个绕地球运转的卫星,这个物体此时就可认为是一颗人造地球卫星。老师活动:引导同学深化探究1、月球也要受到地球引力的作用,为什么月亮不会落到地面上来?2、物体做平抛运动时,飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系?3、若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会
2、怎样?同学活动:分组争辩,得出结论。1、由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转,此时月球受到的地球的引力(即重力),用来充当绕地运转的向心力,故而月球并不会落到地面上来。2、由平抛物体的运动规律知:x=v0th=联立、可得: x=v0即物体飞行的水平距离和初速度v0及竖直高度h有关,在竖直高度相同的状况下,水平距离的大小只与初速度v0有关,水平初速度越大,飞行的越远。3、当平抛的水平初速度足够大时,物体飞行的距离也很大,由于地球是一圆球体,故物体将不能再落回地面,而成为一颗绕地球运转的卫星。老师活动:总结、点评。课件演示人造卫星放射原理图:平抛物体的速度渐渐增大,飞行距离也跟着增大,当速度足够大
3、时,成为一颗绕地运转的卫星。牛顿曾依据平抛现象猜想了卫星的放射原理,但他没有看到他的猜想得以实现。今日,我们的科学家们把牛顿的猜想变成了现实。老师活动:过渡语从上面学习可知,当平抛物体的初速度足够大时就可成为卫星。那么,大到什么程度就叫足够大了呢?下面我们来争辩这一个问题。请同学们阅读教材有关内容,同时考虑下面几个问题投影出示:1.卫星环绕地球运转的动力学方程是什么?2.为什么向高轨道放射卫星比向低轨道放射要困难?3.什么叫第一宇宙速度?什么叫其次宇宙速度?什么叫第三宇宙速度?同学活动:阅读课文,找出相应答案。1、卫星绕地球运转时做匀速圆周运动,此时的动力学方程是:G2、向高轨道放射卫星时,火
4、箭须克服地球对它的引力而做更多的功,对火箭的要求更高一些,所以比较困难。3、人造卫星在地面四周绕地球做匀速圆周运动时所必需具有的速度叫第一宇宙速度。人造卫星绕地球做椭圆轨道运动时所具有的最大运转速度叫其次宇宙速度。人造卫星摆脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙中去时,所必需具有的速度叫第三宇宙速度。老师活动:引导同学深化探究1、卫星绕地球运转的最小半径是多少?2、结合卫星运转的动力学方程,推导第一宇宙速度。同学活动:分组争辩,得出答案。1、卫星运转的最小半径近似等于地球的半径,即在地球表面绕地运转。2、由万有引力定律和牛顿其次定律,得: G=m 由于万有引力近似等于物体的重力,得: G=mg
5、 由、两式得 v=代入数据得 v=7.9km/s老师活动:总结、点评。课件演示三个宇宙速度2、幻想成真老师活动:引导同学阅读有关内容,让同学了解人类在探究宇宙的奇怪中已经取得的辉煌成就,体会我国在制服宇宙太空的过程中所取得的宏大成就,培育同学的爱国热忱和愿为科学献身的精神。视频呈现:我国载人飞船“神州五号”升空实况。同学活动:阅读课本,发表感想。课堂小结人造地球卫星的动力学缘由。宇宙速度。放射速度与运行速度。板书设计5宇宙航行一、宇宙速度 第一宇宙速度 1、第一宇宙速度(环绕速度) v1=7.9km/s 2、其次宇宙速度(脱离速度) v2=11.2km/s 3、第三宇宙速度(逃逸速度) v3=
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