§6—5人造卫星、宇宙速度
[10-10 21:44:35] 来源：http://www.77xue.com 高一物理教案 阅读：8844次
概要： §6.5 人造卫星 宇宙速度(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
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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。
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