约2460字。
高中物理课堂教学教案年月日
课题 §6.5宇宙航行 课型 新授课(2课时)
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,会推导第一宇宙速度.
过程与方法
通过用万有引力定律推导第一宇宙速度.培养学生运用知识解决问题的能力.
情感、态度与价值观
1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况.激发学生的爱国热情.
2.感知人类探索宇宙的梦想.促使学生树立献身科学的人生价值观.
教学重点、难点 教学重点
第一宇宙速度的推导.
教学难点
运行速率与轨道半径之间的关系.
教学方法 探究、讲授、讨论、练习
教学手段 教具准备
录像资料、多媒体课件
教学活动
(一)引入新课
1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星,开创了人类航天时代的新纪元。我国在70年代发射第一颗卫星以来,相继发射了多颗不同种类的卫星,掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术,99年发射了“神舟”号试验飞船。这节课,我们要学习有关人造地球卫星的知识。
(二)进行新课
1、牛顿的设想
(1)牛顿对人造卫星原理的描绘。
设想在高山上有一门大炮,水平发射炮弹,初速度越大,水平射程就越大,可以想象当初速度足够大时,这颗炮弹将不会落到地面,将和月球一样成为地球的一颗卫星。
(2)人造卫星绕地球运行的动力学原因。
人造卫星在绕地球运行时,只受到地球对它的万有引力作用,人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。
(3)人造卫星的运行速度。
设地球质量为M,卫星质量为m,轨道半径为r,由于万有引力提供向心力,则
,
∴,
可见:高轨道上运行的卫星,线速度小。
提出问题:角速度和周期与轨道半径的关系呢?
,
可见:高轨道上运行的卫星,角速度小,周期长。
引入:高轨道上运行的卫星速度小,是否发射也容易呢?这就需要看卫星的发射速度,而不是运行速度
2、宇宙速度
(1)第一宇宙速度
⑴推导:
问题:牛顿实验中,炮弹至少要以多大的速度发射,才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动?地球半径为6370km。
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