4. 人造卫星 宇宙速度优秀教案范文

第三章 万有引力定律

第四节 人造卫星

宇宙速度（课时一）

【学习目标】

1.了解卫星相关历史知识，激发学习兴趣；

2.掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系；

3.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。

【学习过程】

学习任务一：人造卫星

主题

内容

阅读课本P52【人造卫星】，写出卫星的定义：

自学

卫星：

质疑

一些自然的或人工的在太空中绕 运动的物体。

．．．．．与同学们一起回忆科学巨匠牛顿300多年前的设想。

平抛一物体，他是否永远会落回地面？

科学

猜想

当速度达到某一值后，物体就是否可能刚好不再落回地面？

．．

如果人造卫星绕地球做匀速圆周运动，那么它的动力学原理是什么？

万有引力提供

卫星

运动

原理

探究

Mmr2MmG2rMmG2rMmG2rG ，v= 。轨道r半径越大，v越 。

 ，= 。轨道r半径越大，越 。

 ，T= 。轨道r半径越大，T越 。

 ，a= 。轨道r半径越大，a越 。

特点总结：

⑴绕同一行星的不同卫星，在不同轨道上，由于其 不同，致使．．．．点拨

其运动情况不同。其中 随轨道半径的增大而减小， 提升

随轨道半径的增大而增大。

⑵其实不同天体或航天器在万有引力作用下绕同一中心天体运行时，都．．．．遵循该规律。

变式：甲、乙两颗人造地球卫星的质量相同，它们的轨道都是圆．若甲的运行周期比乙大，则( ) 变式

A．甲距地面的高度一定比乙大 训练

B．甲的速度一定比乙大

C．甲的加速度一定比乙小

D．甲的速度一定比乙小

学习任务二：第一宇宙速度

主题

内容

阅读课本P52【宇宙速度】，阅读过程中请仔细思考下列问题：

．．．． 从地球表面发射人造卫星，一般使用三级火箭， 级火箭脱离时卫星的速度称为发射速度。

小组讨论：

．．．．（1）将卫星运送到 轨道上火箭所需的能量最少。

．．．．（2）从前一学习任务卫星原理探究中我们知道，所有绕地卫星中，卫星．．线速度大小有何特点 。

．．（3）参照教材P52-P53推出第一宇宙速度的两种表达式

．．自学

质疑

特点总结：

点拨

第一宇宙速度是使卫星能绕行星运行所需的最小

，绕行星运动的最提升

大

，此时其轨道半径近似等于

。

检测：我们在推导第一宇宙速度时，需要做一些假设，判断下列正误：

．．卫星做匀速圆周运动 （ ）

学习

卫星的运转周期等于地球自转的周期 （ ）

检测

卫星的轨道半径等于地球半径 （ ）

卫星需要的向心力等于地球对它的万有引力 （ ）

所有绕地卫星中，是否存在卫星运行的最小周期？

．．思考

学习任务三：第二宇宙速度

第三宇宙速度

主题

内容

第二宇宙速度vⅡ＝ km/s，是从地面上发射物体并使之脱离地球束缚的 发射速度，又．．．．．．称脱离速度. ．．．．如果发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，自学

他将仍绕地球运转，但这时的轨道不再是一个圆，而质疑

是偏心率不同的 . 第三宇宙速度vⅢ＝ km/s，是从地面上发射物体并使之脱离太阳束缚的 发射速度，又称逃逸．．．．．．．．速度. ．．检测1：在现实生活中，下列关于绕地球运行的卫星的发射速度的说法中正确的是(

) A．一定等于7.9 km/s B．一定小于7.9 km/s C．可以大于7.9 km/s，而小于11.2 km/s D．可以大于16.7 km/s 学习

检测2：关于地球的宇宙速度，下列表述正确的是(

) 检测

A.第二宇宙速度又叫环绕速度

B.第三宇宙速度又叫脱离速度

C.第一宇宙速度跟地球的质量有关

D.第一宇宙速度跟地球的半径有关

课后作业一：

阅读P54发展空间【地球同步卫星】，总结同步卫星的特点以及思考怎样把卫星发射到同步轨道上去。

课后练习二：

1.质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的(

) GMA．线速度v＝

B．角速度ω＝gR RRGm D．向心加速度a＝

gR22.假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，仍做圆周运动，则(

) A．根据公式v＝ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍

mv2B．根据公式F＝，可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2 rMmC．根据公式F＝G可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4 r2C．运行周期T＝2π

2

23.假设某行星的质量与地球质量相等，半径为地球的4倍，要从该行星上发射一颗绕它自身运动的卫星，那么它的“第一宇宙速度”(环绕速度)大小应为地球上的第一宇宙速度的(

) 21A.2倍 B. C. D．2倍

22D．根据上述B和C中给出的公式可知，卫星运行的线速度将减小到原来的