2024-2025學(xué)年高中物理第六章萬有引力與航天5宇宙航行2教案新人教版必修2

PAGE1-萬有引力的兩大疑難問題一、【教材分析及在高考中的地位】本節(jié)課有兩個模塊，衛(wèi)星的變軌和同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、赤道上的物體的線速度，加速度的比較，學(xué)生在之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了平拋運動、圓周運動和向心力等學(xué)問以及萬有引力定律為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好鋪墊，重點講解并描述人造衛(wèi)星的放射原理、人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動的動力學(xué)緣由和人造衛(wèi)星的運行問題。人造衛(wèi)星是萬有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個實例，是人類折服自然的見證，體現(xiàn)了學(xué)問的力氣，是學(xué)生學(xué)習(xí)、了解現(xiàn)代科技學(xué)問的一個極好素材。本節(jié)課與社會生活有著親密的聯(lián)系，如氣象衛(wèi)星與天氣預(yù)報，衛(wèi)星定位系統(tǒng)與自動導(dǎo)航汽車等，更值得大家矚目的是近年來我國的航天事業(yè)取得了輝煌的成果，所以本節(jié)課具有廣泛的現(xiàn)實意義和科研價值，而且也很有可能在近三年的高考中成為熱點。二、【學(xué)情分析】1、學(xué)生已經(jīng)基本駕馭萬有引力定律和圓周運動的學(xué)問；2、學(xué)生的綜合分析實力還比較的弱。3、設(shè)計重趣味性與學(xué)問性的結(jié)合。三、【教學(xué)重點】1、衛(wèi)星變軌原理。2、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、赤道上的物體的比較。四、【教學(xué)難點】打破原來的供需關(guān)系，讓衛(wèi)星實現(xiàn)離心運動或近心運動，從而達到變軌的目的。五、【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、通過新課引入，調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好和主動性。2、通過老師精講與小組合作學(xué)習(xí)知道衛(wèi)星變軌的基本思路和應(yīng)用。3、通過小組探討和總結(jié)駕馭分析近地衛(wèi)星，同步衛(wèi)星，赤道上的物體的比較。六、【探究案】新課引入探究一、衛(wèi)星變軌衛(wèi)星變軌概念：由于技術(shù)上的須要，有時要在適當(dāng)?shù)奈恢枚虝r間啟動衛(wèi)星上的發(fā)動機，使衛(wèi)星的速度發(fā)生突變，讓其運行軌道發(fā)生變更，最終到達預(yù)定的目標(biāo)。小組合作學(xué)習(xí)（一）問題1、衛(wèi)星從軌道1上的P點轉(zhuǎn)移到軌道2上做的是（）運動，須要變更衛(wèi)星的（），所以經(jīng)過P點的速度Vp1、速度Vp2的大小關(guān)系是（）。問題2、衛(wèi)星從2軌道上的近地點P點向遠地點Q點運動的過程中，衛(wèi)星的速度（），經(jīng)過P點的速度Vp2和經(jīng)過Q點的速度VQ2的大小關(guān)系是（）。問題3、欲使衛(wèi)星從軌道2上的Q點轉(zhuǎn)移到軌道3，衛(wèi)星須要（）所以VQ2與VQ3速度的大小關(guān)系是（）問題4、衛(wèi)星在1軌道和3軌道做的都是圓周運動，所以依據(jù)“高軌低速周期長”，得Vp1與VQ3的速度大小關(guān)系是（）問題5、綜合以上分析得出衛(wèi)星在軌道上各點速度的大小關(guān)系（）小組合作學(xué)習(xí)（二）問題：比較衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點時的加速度ap1，與它在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點時的加速度ap2，在軌道Ⅱ上經(jīng)過Q點時的加速度aQ2，在軌道Ⅲ上經(jīng)過Q點時的加速度aQ3大小關(guān)系如何？總結(jié)：速度關(guān)系：加速度關(guān)系：2、圓軌道與橢圓軌道的互變：（1）從低軌道來到高軌道，在軌道連接點須要加速；（2）衛(wèi)星的回收是放射的逆過程，從高軌道回到低軌道，在軌道連接點須要減速。3、衛(wèi)星到達橢圓軌道與圓軌道的公切點時，衛(wèi)星受到的萬有引力相同，所以加速度相同練習(xí)：如圖所示，“嫦娥一號”探月衛(wèi)星被月球捕獲后，首先穩(wěn)定在橢圓軌道Ⅰ上運動，其中P、Q兩點分別是軌道Ⅰ的近月點和遠月點，Ⅱ是衛(wèi)星繞月球做圓周運動的軌道，軌道Ⅰ和Ⅱ在P點相切，則()A.衛(wèi)星沿軌道Ⅰ運動，在P點的速度大于Q點的速度B.衛(wèi)星沿軌道Ⅰ運動，在P點的加速度小于Q點的加速度C.衛(wèi)星分別沿軌道Ⅰ、Ⅱ運動到P點的加速度不相等D.衛(wèi)星要從軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ，須在P點加速探究二、同步衛(wèi)星（A點）、近地衛(wèi)星（B點）、赤道上物體(C點）的比較小組合作學(xué)習(xí)（三）問題一：比較三者的V的關(guān)系結(jié)果：問題二：比較三者的a結(jié)果：七、【當(dāng)堂檢測】1、（全部同學(xué)）四顆地球衛(wèi)星a、b、c、d的排列位置如圖7所示，其中a是靜止在地球赤道上還未放射的衛(wèi)星，b是近地軌道衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，四顆衛(wèi)星相比較()A.a的向心加速度最大B.相同時間內(nèi)b轉(zhuǎn)過的弧長最長C.c相對于b靜止D.d的運動周期可能是23h2、（全部同學(xué)）【變式訓(xùn)練】如圖所示，某航天器，首先穩(wěn)定在橢圓軌道Ⅰ上運動，其中P、Q兩點分別是軌道Ⅰ的近月點和遠月點，Ⅱ是衛(wèi)星繞月球做圓周運動的軌道，軌道Ⅰ和Ⅱ在P點相切，則()A.衛(wèi)星沿軌道Ⅰ運動，在P點的加速度等于Q點的加速度B.衛(wèi)星分別沿軌道Ⅰ、Ⅱ運動到P點的加速度相等C.衛(wèi)星要從軌道Ⅱ進入軌道Ⅰ，須在P點加速D.衛(wèi)星沿軌道Ⅰ運動，在P點的速度小于Q點的速度3、（A層同學(xué)）如圖所示，a為地面上的待放射衛(wèi)星，b為近地圓軌道衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星.三顆衛(wèi)星質(zhì)量相同.三顆衛(wèi)星的線速度分別為va、vb、vc，角速度分別為ωa、