人造衛(wèi)星宇宙速度物理教案

時間：2023-05-06 17:48:27 物理教案我要投稿

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人造衛(wèi)星宇宙速度物理教案

　　教學目標

人造衛(wèi)星宇宙速度物理教案

　　知識目標：

　　1、通過對行星繞恒星的運動及衛(wèi)星繞行星的運動的研究，使學生初步掌握研究此類問題的基本方法：萬有引力作為圓周運動的向心力；

　　2、使學生對人造衛(wèi)星的發(fā)射、運行等狀況有初步了解，使多數學生在頭腦中建立起較正確的圖景；

　　能力目標

　　通過學習萬有引力定律在天文學上的應用，通過解世界和中國的航天事業(yè)的發(fā)展，了解世界上第一顆人造衛(wèi)星、第一個宇宙飛船、第一個宇航員的知識，了解中國的神州一號、神州二號、神州三號的發(fā)射與回收，增強學生的愛國主義熱情．

　　情感目標

　　通過學習萬有引力定律在天文學上的應用，使學生真切感受到用自己所學的物理知識能解決天體問題，能解決實際問題，增強學生學習物理的熱情

　　教學建議

　　本節(jié)的教學過程（）中在加強應用萬有引力定律的同時，還應注重衛(wèi)星的發(fā)射過程.請教師注意下列幾個問題.

　　一、天體運動和人造衛(wèi)星運動模型

　　二、地球同步衛(wèi)星

　　三、衛(wèi)星運行速度與軌道

　　衛(wèi)星從發(fā)射升空到正常運行的連續(xù)過程，一般可分為幾個階段，每個階段對應不同的軌道．例如發(fā)射軌道、轉移軌道、運行軌道、同步軌道、返回軌道等．有些衛(wèi)星的發(fā)射并不是直接到達運行軌道，而需要多次變軌．例如地球同步衛(wèi)星就是先發(fā)射到近地的圓軌道上，再變?yōu)闄E圓形轉移軌道，最后在橢圓形軌道的遠地點變?yōu)橥杰壍溃虼税l(fā)射過程需多級火箭推動．

　　教學設計方案

　　教學重點：萬有引力定律的應用

　　教學難點：人造地球衛(wèi)星的發(fā)射

　　教學方法：討論法

　　教學用具：多媒體和計算機

　　教學過程（）：

　　一、人造衛(wèi)星的運動

　　問題：

　　1、地球繞太陽作什么運動？

　　回答：近似看成勻速圓周運動．

　　2、誰提供了向心力？

　　回答：地球與太陽間的萬有引力．

　　3、人造衛(wèi)星繞地球作什么運動？

　　回答：近似看成勻速圓周運動．

　　4、誰提供了向心力？

　　回答：衛(wèi)星與地球間的萬有引力．

　　請學生思考討論下列問題：

　　例題1、根據觀測，在土星外圍有一個模糊不清的光環(huán)，試用力學方法判定土星的光環(huán)究竟是與土星相連的連續(xù)物，還是繞土星運轉的小衛(wèi)星群？

　　分別請學生提出自己的方案并加以解釋：

　　1、如果是連續(xù)物則：這些物體作勻速圓周運動的線速度與半徑成正比，

　　2、如果是衛(wèi)星則：這些物體作勻速圓周運動的線速度與半徑的平方根成反比，這個題可以讓學生充分討論．

　　二、人造衛(wèi)星的發(fā)射

　　問題：1、衛(wèi)星是用什么發(fā)射升空的？

　　回答：三級火箭

　　2、衛(wèi)星是怎樣用火箭發(fā)射升空的？

　　學生可以討論并發(fā)表自己的觀點．

　　下面我們來看一道題目：

　　例題2、1999年11月21日，我國“神州”號宇宙飛船成功發(fā)射并收回，這是我國航天史上重要的里程碑．新型“長征”運載火箭，將重達8.4t的飛船向上送至近地軌道1，飛船與火箭分離后，在軌道1上以速度7.2km/s繞地球作勻速圓周運動．試回答下列問題：

　　（1）根據課文內容結合例題（2）（3）（4）問畫出圖示．

　�。�2）軌道1離地的高度約為：

　　A、8000km B、1600km C、6400km D、42000km

　　解：由萬有引力定律得：

　　解得： =1600km

　　故選（B）

　　（3）飛船在軌道1上運行幾周后，在點開啟發(fā)動機短時間向外噴射高速氣體使飛船加速，關閉發(fā)動機后飛船沿橢圓軌道2運行，到達點開啟發(fā)動機再次使飛船加速，使飛船速率符合圓軌道3的要求，進入軌道3后繞地球作圓周運動，利用同樣的方法使飛船離地球越來越遠，飛船在軌道2上從點到點過程中，速率將如何變化？

　　解：由萬有引力定律得：

　　解得：

　　所以飛船在軌道2上從點到點過程中，速率將減�。�

　�。�4）飛船在軌道1、2、3上正常運行時：

　�、亠w船在軌道1上的速率與軌道3上的速率哪個大？為什么？

　　回答：軌道1上的速率大．

　　②飛船在軌道1上經過點的加速度與飛船在軌道2上經過點的加速度哪個大？為什么？

　　回答：一樣大

　�、埏w船在軌道1上經過點的加速度與飛船在軌道3上經過點的加速度哪個大？為什么？

　　回答：軌道1上的加速度大．

　　探究活動

　　收集資料。組織學生編寫相關論文。