[第二册人造卫星,宇宙速度] 第六宇宙速度.docx

第二册人造卫星,宇宙速度 第六宇宙速度教学目标：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 培育学生自学和应用网络资源的实力。4 理解科学技术与社会的互动关系，培育学生科学的民办法识。重点难点：第一宇宙速度的推导教学方法：讲授、探讨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教化和综合化的思路，有效合理地应用各种教化教学手段，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"只能是漂亮的传闻。1957年10月4日，前苏联胜利地放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，前苏联胜利地放射了第一艘"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号飞船的登陆舱着陆在月球赤道旁边的静海区，首次实现了人类登上月球的志向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学问。§6.5 人造卫星 宇宙速度新课讲授离地面肯定高度的物体以肯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。但假如射出的速度增加，会发生什么状况呢？ 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。当抛出速度达到肯定大小，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？ 二、宇宙速度下面探讨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，依据万有引力供应向心力可知：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 。这就是卫星绕地面旁边作圆周运动所需的速度，叫第一宇宙速度，也称环绕速度。 1.第一宇宙速度(环绕速度) v1=7.9km/s请学生依据所学的学问，推导第一宇宙速度的另一种表达式：v1=推导：地面旁边重力供应向心力：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。假如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，物体就可以摆脱地球引力的束缚，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，这个速度叫作其次宇宙速度，也称脱离速度。 2.其次宇宙速度（脱离速度） v2=11.2km/s达到其次宇宙速度的物体还受太阳引力的束缚，要想使物体摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必需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。 3.第三宇宙速度（逃逸速度） v3=16.7km/s人造地球卫星的种类许多，有一种特殊的卫星叫地球同步卫星。 三、地球同步卫星地球同步卫星是指其公转周期和地球自转的周期相等的卫星。地球同步卫星有几个明显的特点：（演示课件） 特点： 周期肯定-23小时56分4秒方位肯定-赤道上空高度肯定-3.6×107m人造地球卫星有广泛的应用。例如，靠人工进行资源调查，速度慢、效率低，调查和开发一个矿藏一般须要十几年的时间。现在利用人造卫星进行调查，它一天绕地球转十几圈，在高空拍下卫星照片，回收下来，可以大面积了解全局，效率大大提高。例如，对北京以北十六万平方公里地区的一次卫星勘察，就找到七个成矿预料区。电视教化是培育人才的一种手段。但是电视靠中继站转播，每隔50km就要建一个中继站，这要耗费大量的人力、物力。假如利用卫星传播，象我们这样幅员宽阔的国家，只要一颗同步通信卫星，边远地区也可以收看首都的电视节目。1984年4月我国放射的试验通信卫星为我国通信事业的现代化开拓了极为广袤的前景。1986年10月我国起先利用通信卫星进行电视教化广播。下面就请同学们利用网络资源，上网查找有关人造卫星和航天方面的资料，增加对这方面学问的了解。并围绕以下问题进行信息检索：1. 能否放射一颗相对静止在北京上空的通信卫星？2. 了解我国人造地球卫星的发展状况。3. 了解人造卫星的种类。（学生上网） 巩固练习1. 一颗在圆形轨道上运行的人造地球卫星，轨道半径为r，它的线速度大小为v，问:当卫星的轨道半径增大到2r 时，它的线速度是多大？重力变为原来的多少倍？2. 天文台测得一颗卫星沿半径为R的圆形轨道绕某行星转动，周期为T，求卫星的向心加速度和行星的质量。 在线测试做网页上的试题，并可现场给出分数。 作业1. 复习本节课文及阅读有关黑洞的学问。2. 思索课本练习二第（4）、（5）、（6）题。3. 练习二第（1）、（2）、（7）题做在练习本上。说 明：1. 本节教材从万有引力供应向心力为动身点，讲解并描述了人造卫星的运行原理，推导了第一宇宙速度，了解了三个宇宙速度的含义。2. 留意引导学生如何上网查资料，使学生在驾驭本节内容的同时，学会正确利用网络资源协助自己的学习，优化了教学过程。