人造衛(wèi)星 宇宙速度

1、人造衛(wèi)星 宇宙速度特征碼標(biāo)簽:特征碼 教學(xué)目標(biāo)： 1 正確理解人造衛(wèi)星作圓周運動時，各物理量之間的關(guān)系。2 知道三個宇宙速度的含義，會推導(dǎo)第一宇宙速度。3 培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)資源的能力。4 理解科學(xué)技術(shù)與社會的互動關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的民主意識。重點難點：第一宇宙速度的推導(dǎo)教學(xué)方法：講授、討論并輔以多媒體演示及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自學(xué)等多種形式的教學(xué)方法。體現(xiàn)sts教育和綜合化的思路，有效合理地應(yīng)用各種教育教學(xué)手段，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，優(yōu)化教學(xué)過程。教學(xué)器材：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及相應(yīng)的教學(xué)軟件。教學(xué)過程：引入新課在科學(xué)技術(shù)欠發(fā)達(dá)的古代，嫦娥奔月只能是美麗的傳說。1957年10月4日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一顆人

2、造地球衛(wèi)星，從而開創(chuàng)人類的航天新紀(jì)元；1961年4月12日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一艘東方號載人飛船，尤里加加林成為人類第一位航天員，揭開了人類進入太空的序幕；1969年7月20日，美國航天員阿姆特朗和奧爾德林駕駛阿波羅11號飛船的登陸艙降落在月球赤道附近的靜海區(qū)，首次實現(xiàn)了人類登上月球的理想人類進入了航天時代。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)人造地球衛(wèi)星方面的基本知識?！景鍟?.5 人造衛(wèi)星 宇宙速度新課講授離地面一定高度的物體以一定的初速度水平射出，由于重力作用，物體將做平拋運動即最終要落回地面。但如果射出的速度增加，會發(fā)生什么情況呢？【板書】 一、人造地球衛(wèi)星演示牛頓設(shè)想原理圖。由于拋出速度不同，物體

3、的落點也不同。當(dāng)拋出速度達(dá)到一定大小，物體就不會落回地面，而是在引力作用下繞地球旋轉(zhuǎn)，成為繞地球運動的人造衛(wèi)星。那么，速度多大時，物體將不會落回地面而成為繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星呢？【板書】 二、宇宙速度下面討論人造衛(wèi)星繞地球運動的速度。假如地球和人造衛(wèi)星的質(zhì)量分別為m 和m，衛(wèi)星的軌道半徑和線速度分別為r和v，根據(jù)萬有引力提供向心力可知：由此解出： v=對于近地人造衛(wèi)星，衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)半徑約等于地球半徑r，可求出：v=將引力常量g=6.6710-11nm2/kg2和地球質(zhì)量m=5.891024kg及地球半徑r=6.37106m代入上式，可求得v1=7.9km/s 。這就是衛(wèi)星繞地面附近作圓周運動所需的速

4、度，叫第一宇宙速度，也稱環(huán)繞速度。【板書】 1.第一宇宙速度(環(huán)繞速度) v1=7.9km/s請學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識，推導(dǎo)第一宇宙速度的另一種表達(dá)式：v1=推導(dǎo)：地面附近重力提供向心力：即 mg= 所以 v=將r=6.37106m, g=9.8m/s2代入，求出第一宇宙速度仍為7.9km/s。如果人造地球衛(wèi)星進入軌道的水平速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它繞地球運動的軌道就不是圓，而是橢圓。當(dāng)物體的速度等于或大于11.2km/s時，物體就可以掙脫地球引力的束縛，成為繞太陽運動的人造衛(wèi)星。所以，11.2km/s 是衛(wèi)星脫離地球的速度，這個速度叫作第二宇宙速度，也稱脫離速度。【板書】

5、 2.第二宇宙速度（脫離速度） v2=11.2km/s達(dá)到第二宇宙速度的物體還受太陽引力的束縛，要想使物體掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去，必須使它的速度等于或大于16.7km/s，這個速度叫作第三宇宙速度，也稱逃逸速度。【板書】 3.第三宇宙速度（逃逸速度） v3=16.7km/s人造地球衛(wèi)星的種類很多，有一種特別的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星?！景鍟?三、地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星是指其公轉(zhuǎn)周期和地球自轉(zhuǎn)的周期相等的衛(wèi)星。地球同步衛(wèi)星有幾個明顯的特點：（演示課件）【板書】 特點： 周期一定-23小時56分4秒 方位一定-赤道上空高度一定-3.6107m人造地球衛(wèi)星有廣泛的應(yīng)用。例如，靠

6、人工進行資源調(diào)查，速度慢、效率低，調(diào)查和開發(fā)一個礦藏一般需要十幾年的時間?，F(xiàn)在利用人造衛(wèi)星進行調(diào)查，它一天繞地球轉(zhuǎn)十幾圈，在高空拍下衛(wèi)星照片，回收下來，可以大面積了解全局，效率大大提高。例如，對北京以北十六萬平方公里地區(qū)的一次衛(wèi)星勘察，就找到七個成礦預(yù)測區(qū)。電視教育是培養(yǎng)人才的一種手段。但是電視靠中繼站轉(zhuǎn)播，每隔50km就要建一個中繼站，這要耗費大量的人力、物力。如果利用衛(wèi)星傳播，象我們這樣幅員遼闊的國家，只要一顆同步通信衛(wèi)星，邊遠(yuǎn)地區(qū)也可以收看首都的電視節(jié)目。1984年4月我國發(fā)射的試驗通信衛(wèi)星為我國通信事業(yè)的現(xiàn)代化開拓了極為廣闊的前景。1986年10月我國開始利用通信衛(wèi)星進行電視教育廣播。

7、下面就請同學(xué)們利用網(wǎng)絡(luò)資源，上網(wǎng)查找有關(guān)人造衛(wèi)星和航天方面的資料，增加對這方面知識的了解。并圍繞以下問題進行信息檢索：1. 能否發(fā)射一顆相對靜止在北京上空的通信衛(wèi)星？2. 了解我國人造地球衛(wèi)星的發(fā)展?fàn)顩r。3. 了解人造衛(wèi)星的種類。（學(xué)生上網(wǎng)） 鞏固練習(xí)1. 一顆在圓形軌道上運行的人造地球衛(wèi)星，軌道半徑為r，它的線速度大小為v，問:當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r 時，它的線速度是多大？重力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?. 天文臺測得一顆衛(wèi)星沿半徑為r的圓形軌道繞某行星轉(zhuǎn)動，周期為t，求衛(wèi)星的向心加速度和行星的質(zhì)量。 在線測試做網(wǎng)頁上的試題，并可現(xiàn)場給出分?jǐn)?shù)。 作業(yè)1. 復(fù)習(xí)本節(jié)課文及閱讀有關(guān)黑洞的知識。2. 思考課本練習(xí)二第（4）、（5）、（6）題。3. 練習(xí)二第（1）、（2）、（7）題做在練習(xí)本上。說 明：1. 本節(jié)教材