1、6.5 宇 宙 航 行 一、教材分析 宇宙航行是人教版普通高中物理必修2第六章第五节，重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度,介绍了第二、第三宇宙速度及人类航天的历程。人造卫星是万有引力定律应用的重要实例，是人类征服自然的伟大见证，充分体现了知识就是力量。教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，而且在其中渗透研究物理问题的科学方法,因此本节课是“万有引力定律与航天”模块中的重点内容，为学生进一步学习研究天体物理问题打下了坚实的理论基础。学生通过对我国航天历程的学习，潜移默化地产生对我国航天事业的热爱之情，增强了民族自信心和自豪感。二、教学目标（一）知识与技能（1）知道人造地球卫星的运行
2、原理，会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运行问题；（2）掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度；（3）了解同步卫星。（二）过程与方法（1）培养学生科学探究能力；（2）培养学生在处理实际问题时构建物理模型的抽象思维能力；（3）体会科学的思维方法，培养学生分析、综合、评价及交流能力。（三）情感态度与价值观 介绍我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的热情，增强民族自信心和自豪感。三、教学重点、难点（1）第一宇宙速度的推导及意义；（2）空间环绕运动模型的建立；（3）人造卫星运转的环绕速度与卫星发射速度的区别。四、学习方法 问题驱动、启发探究、自学发现、合作交流和信息技术辅助等。五
3、、教学过程探究求是探究求是穿越时空穿越时空秣马厉兵秣马厉兵收获分享收获分享初试锋芒初试锋芒更高更远更高更远穿越时空 时光到了2050年，中国航天中心发射场，三组同学整装待发穿越时空一组任务：绕近地轨道飞行，设置飞船速度！飞船控制舱穿越时空二组任务：飞向火星,设置飞船速度！飞船控制舱穿越时空三组任务：飞向天鹅星座，设置飞船速度！飞船控制舱各组同学会顺利完成任务吗？引出课题“宇 宙 航 行”秣马厉兵1、万有引力定律公式？2、匀速圆周运动向心力几种求法？地面上的物体，怎样才能离开地球?300多年前，牛顿提出设想。探究求是一、人造卫星1、抛出的物体速度足够大，不会落向地面，围绕地球旋转。2、地球对其万
4、有引力充当人造卫星向心力，轨道过地心。探究求是方法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力RmvRGMm22skmsmvRGM/9.7/62411104.61089.51067.6分组探究：以多大的速度抛出物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？(已知=6.6710-11Nm2/kg2,地球质量M=5.891024kg,地球半径R=6400km)方法二：在地面附近，重力提供物体作圆周运动的向心力Rvmmg2skmsmgRv/9.7/104.68.96分组探究：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km二、宇宙速度 1、
5、第一宇宙速度 v1=7.9km/s（）第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，发射速度（）第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，发射速度低于它，卫星将落回地面而不能绕地球运转；低于它，卫星将落回地面而不能绕地球运转；（）第一宇宙速度是卫星圆周运动的最大线速度，等（）第一宇宙速度是卫星圆周运动的最大线速度，等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；动；(环绕速度）它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所须具备的速度、第二宇宙速v2度（脱离速度）当物体的发射速度等于或大11.2km/s时，它就会克服地球引力，永远离开地球。v2=11.2 km/
6、s 3、如果卫星发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行 3、第三宇宙速度 如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了v3=16.7 km/s（逃逸速度）三、人造卫星轨道半径对其运动影响 分组探究：利用万有引力充当向心力，推导人造卫星线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系。地球地球 合作交流：（1）离地面越高，线速度越小（2）离地面越高，周期越大（3）离地面越高，角速度越小（4）离地面越高，向心加速度越小四、地球同步卫星1.1.周期周期 T=_T=_24h24h2.2.轨道平面轨道平面_赤道平面赤道平面3.h=_360
7、00km4.线速度，角速度，加速度为定值。五、卫星中的超重与失重 1、发射卫星过程会出现超重现象。2、卫星在轨运行出现失重现象。六、梦想成真 飞天女神嫦娥航天始祖万户 15世纪我国明朝早期，一位名叫“万户”的官员，在一把椅子的背后装上47支火箭，他自己坐在椅子上，并用绳子绑紧，两手则各拿一个大风筝，然后他让仆人将47支火箭同时点燃，想借用火箭的力量把他推向空中航天英雄杨利伟 东方红一号 天宫一号与神舟十号 北斗导航卫星 嫦娥三号拍摄玉兔月球车 收获分享 各组学生总结交流学习历程及收获，评价“时空穿越”环节设置的飞船速度，分析各组可否顺利完成任务，教师参与互动。初试锋芒1.设地球的质量不变,而地
8、球半径增加为原来的2倍,那么从地球发射的第一宇宙速度的大小应为原来的()A.1 倍 B.4倍 C.倍 D.2倍2.关于第一宇宙的速度，下面说法错误的是（）A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度C它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点的速度 初试锋芒 初试锋芒3.关于宇宙速度，下列说法正确的是（）A.第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度B.第一宇宙速度使人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C.第二宇宙速度使卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度D.第三宇宙速度时发射人造地球卫星的最小速度4.人造卫星以地心为圆心，做
9、匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.半径越大，速度越小，周期越小B.半径越大，速度越小，周期越大C.所有卫星的速度均是相同的，与半径无关D.所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关 初试锋芒5.在地球(看作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星,下面说法中正确的是()A.它们的质量可能不同B.它们的速度可能不同C.它们的向心加速度可能不同D.它们离地心的距离可能不同 初试锋芒6.可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道()A与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆B与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆C与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地 球表面是静止的D与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球表面是运动的 初试锋芒 更高更远 1、完成相关练习。2、收集我国航天信息，小组、师生间利用社交软件（微信）交流。设计理念 以学生为主体，促进学生知识技能、过程方法、情感和价值观三维一体全面发展，这是本课设计的主旨。学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等规律，具备了自主学习的基本能力，采用问题驱动，激活学生思维，自主构建知识是本课核心；计算机辅助教学，突破学习难点，呈现爱国主义素材，体现教师主导作用；以时空穿越激发学习兴趣，利用网络平台，快速有效交流学习信息，及时互动，让学习与时俱进，提高学习效益。谢 谢！谢谢
