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《王书桢6.5宇宙航行》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、6.5宇宙航行教学目标：[知识与技能]1.了解人造卫星的有关知识2.知道三个宇宙速度的含义3.会计算第一宇宙速度4.知道地球同步卫星的有关知识[过程与方法]在学习牛顿对宇宙航行的思考过程的同时，学习科学猜想与假设的方法[情感、态度与价值观]通过展示人类在宇宙航行领域中的伟大成就，激发学生学习物理的热情，通过我国航天成就的介绍，激发学生的民主自豪感教学重点：第一宇宙速度的推导教学难点：卫星的发射速度与运行速度的的准确理解。教学建议：2003年10月15日9时整，神州5号载人飞船发射成功，将中国第一名航天员送上太空,它标志着中
2、国进入了载人航天时代，为中华民族进一步进行太空资源的开发和利用奠定了坚实的基础。本节内容本着激发学生学习兴趣，拓宽知识面的角度开展教学，让学生了解航空航天发展及中国的航天事业的发展概况。课时建议：2课时导入新课——老师开讲1.播放视频课件《人造卫星的发射、人造卫星围绕地球的运动》2.1970年4月24日,我国发射了第一颗人造地球卫星,到现在我国已发射了多颗人造地球卫星.1975年,我国就掌握了使卫星返回地面的回收技术,成为世界上第三个掌握这种先进技术的国家.1984年4月8日,我国发射了一颗试验通讯卫星,把卫星准确地运送到
3、指定位置的同步轨道上.2003年10月15日,我国神舟五号载人飞船成功发射，将中国第一位航天员送于太空.这节课我们来学习有关人造地球卫星发射和运行的基本知识.打开知识的大门——师生一起来进行一、牛顿的人造卫星设想:如果地面上空有一个相对于地面静止的物体,它只受到重力的作用,那么它将做自由落体运动.如果物体在空中具有一定的初速度,且初速的方向与重力方向垂直,那么它将做平抛运动.牛顿就曾设想,从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,则落点一次比一次远,如不计空气的阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上来,而
4、围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星了.（介绍牛顿设想卫星射的示意图）[疑难解析]二、宇宙速度:⑴第一宇宙速度:当物体的水平速度达到多大时,物体在重力作用下,才不会落到地面上来,而围绕地球作匀速圆周运动,成为人造地球卫星呢?由于人造地球卫星在空中运行时,仅受到地球对它的万有引力作用,这时,它就是卫星做匀速圆周运动所需要的向心力,即:GMm/r2=mV2/r∴V=（GM/r）1/2从上式可见,r越大,即卫星离地面越高,它环绕地球运动的速度V越小.对于靠近地面运行的卫星,可以认为r近似等于地球的半径R地,地球对物体的引力,近似等
5、于卫星的重力mg,则有:V=（gR地）1/2将g=0.0098km/s2和R地=6370km代入上式有:V=7.9km/s这就是人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度,叫第一宇宙速度.也叫环绕速度.说明：①第一宇宙速度7.9km/s是卫星的最小发射速度，最大环绕速度②由于卫星绕地球运行的向心力是万有引力，所以所有卫星轨道的圆心都在地心上⑵第二宇宙速度: 如果人造地球卫星进入轨道的速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,它绕地球运行的轨迹就不是圆而是椭圆了.当卫星的速度等于或大于11.2km/s的
6、速度时,卫星就可以挣脱地球的引力的束缚,成为绕太阳运动的人造行星,或飞到其它行星上去.所以11.2km/s这个速度叫做第二宇宙速度.也叫脱离速度说明：是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度⑶第三宇宙速度:达到第二宇宙速度的卫星还受到太阳的束缚,要想挣脱太阳的束缚,飞到太阳系以外的空间,速度必须大于16.7km/s,这个速度叫做第三宇宙速度.也叫逃逸速度是挣脱太阳束缚的最小发射速度。[概念辨析]人造卫星的发射速度与运行速度（1）发射速度：发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星
7、，发射速度不能小于第一宇宙速度。（2）运行速度：运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。[知识拓展]1.人造地球卫星中的的超重和失重:人造地球卫星在加速上升过程中，卫星中的物体处于超重状态；在太空运行过程中，人造地球卫星中的物体都处于完全失重状态.2.同步卫星所谓同步卫星，是相对于地面静止的，和地球具有相同周期的卫星，T=24h，同步卫星必须位于赤道上方距地面高h处，并且h是一定的。由得：h=（T为
8、地球自转周期，M、R分别为地球的质量，半径）。代入数值得h=。由此可知：同步卫星的周期，轨道半径，线速度，角速度，加速度都是定值。放飞思维的翅膀——让学生在自学中成长[入门求思路]例1：关于地球的第一宇宙速度，下面说法中正确的是（）A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度B.它是近地圆形轨道上人造地球卫
