本章小结教案教学设计导入设计

“人造地球卫星专题复习”教学设计

教学目标

一、知识目标

1、理解并掌握人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系。

2、知道三个宇宙速度的含义。

3、知道同步卫星的各个参数和发射过程。

二、过程与方法

1.经历探究人造卫星由设想变为现实的过程，体会猜想、外推的科学方法；

2.通过对卫星绕行星运动的研究，养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯；

三、情感目标

1、了解人类探索太空的过程，感受科技发展对人类进步的巨大促进作用，通过对我国航天事业发展史的了解，激发学习兴趣，渗透爱国主义教育。

2、认识到天体运动的实质是牛顿第二定律的具体应用，能对已有的知识进行组织和归类，学会构建知识体系，能从整体的角度看问题，形成对知识的整体感。

教学重点

1、研究天体运动的基本思路与方法；

2、第一宇宙速度的推导；人造卫星的速度、周期的比较；同步卫星的特点。

教学难点

1.第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星环绕运行的最大速度；

2.同步卫星的特点

电教设计

本课的教学设计中教师的主体作用表现为：积极创设问题情境、启发学生思维；学生的主体作用为：动脑、动口、动手。而电教媒体则为这一切提供丰富的信息资源和交互平台。本节课电教设计含：一个ppt课件

（图片7张

；动画3段），使学生在物理学史中感知知识，培养创新思维、探索精神和科学的整体感。）；投影片若干（巩固练***信息密度和课堂容量。）

在每个环节，先用媒体让学生形成感性认知，以问题为中心，学生在观察与体验中思考，自觉地由浅入深，由感性到理性分层探索，再通过师生的讨论、分析、概括及应用，实现由感性认识上升为理性认识的飞跃。将思维的发展贯穿于知识认知的全过程，是本课的一条主线。

教学过程

引入课题

1、简述我国航天工程的发展情况。激发学生的求知欲和民族自豪感，从而使课堂教学在一个良好的心理氛围中开始。［师］点击展示幻灯片1、2、3、4、5张。

2、由我国人民的飞天梦想引入课题。

知识复习

1、人造卫星的发射原理：

（1）、回顾：“牛顿的设想”抛出速度很大时，物体不会落回地面

教师：点击Flash课件说明。

陈述牛顿的设想：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来。它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造地球卫星。 教师：科学是一种假设，在已有事实的基础上合理外推，科学地假设，是认识未知事物的一种科学的方法。

1

（2）宇宙速度：

教师：这就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度。第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小速度。若以第一宇宙速度发射一个物体，物体将在贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动。

学生：

第一宇宙速度：(环绕速度）

第二宇宙速度：(脱离速度)

第三宇宙速度：（逃逸速度）

（3）发射速度和运行速度

教师：①发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。

①宇宙速度均指发射速度

②第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度

②运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。

GM

v

1

r跟踪练习：学生完成

典型题1、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（

）

A、一定等于7.9 km/s

B、等于或小于7.9 km/s

C、一定大于7.9 km/s

D、介于7.9～11.2 km/s之间

典型题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

解题方法小结：审题是必须先判断是发射速度，还是运行速度，再作出判断。

知识复习

2、人造卫星的运行规律：

教师：卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以：

Mm（1）由G2=ma 有a= ,

可以看出，卫星距地心越远，它运行的加速度越小，即离地面r越高的卫星运行加速度越小。

Mmv（2）由G2=m

有vrr2GM，可以看出，卫星距地心越远，它运行的速度越小，即离地面越r高的卫星运行速度越小。

（3）由G（4）由GMm2有mr2rGM，可以看出，卫星距地心越远，它的角速度越小。

r3Mm22mr()有 ，可以看出，卫星距地心越远，它的运转周期越大。

2Tr2

可见：卫星运动情况(a、V 、ω

、T

)是由

r

唯一决定。

跟踪练习：学生完成

典型题1、关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（

）

A、

轨道半径越大，速度越小，周期越长

B、

轨道半径越大，速度越大，周期越短

C、

轨道半径越大，速度越大，周期越长

D、

轨道半径越小，速度越小，周期越长

典型题2、如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，

且小于c的质量，则（

）

A、b

所需向心力最小

B、b、c周期相等，且大于a的周期

C、b、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度

D、b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度

典型题3、

有两颗人造地球卫星，它们的质量之比是m1：m2=1：2，运动速度之比

V1：V2=1：2，则它们的周期之比为_______；轨道半径之比为________；

向心加速度之比为________；

所受向心力之比为________ 解题方法小结：根据条件判断出卫星的半径r，再由r确定各物理量的变化。

知识复习

4、地球同步卫星的运行特征：

①定轨道平面：

其运行轨道平面在赤道平面内；

②定周期：即运行周期等于地球自转周期（24 h）

③定高度：即离地面高度一定（h=36000 km）

④定速度：即运行速度一定（v≈3.1km/s）

请学生补充另外三个一定。

跟踪练习：学生完成

典型题1、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（

）

A、它可以在地面上任一点的正上方，且离地心

的距离可按需要选择不同值

B、它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的

C、它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值

D、它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的

典型题2、

（山东理综第17题）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高

度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是(

) A、甲的周期大于乙的周期

B、乙的速度大于第一宇宙速度

C、甲的加速度小于乙的加速度

D、甲在运行时能经过北极的正上方

22abc

典型题3、地球同步卫星到地心的距离r可由r3=

2

，求出.已知式中a的单位是m，b的单

4

位是s，c的单位是m/s2，则

（

）

A．a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度

B．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度

C．a是赤道周长，b是地球自转的周期，c是同步卫星的加速度

D．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度

3

知识复习

4、卫星变轨问题：

学生完成

典型题1、人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期变化情况为（

）

A、线速度增大，周期增大

B、线速度增大，周期减小

C、线速度减小，周期增大

D、线速度减小，周期减小

典型题2、一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度是v1，周期是T1，假设在某时刻它向

后喷气做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动的线速度是v2，周期是T2，则（

）

A、v1＞v2，T1＞T2

B、v1＞v2，T1＜T2

C、v1＜v2，T1＞T2

D、v1＜v2，T1＜T2 典型题3、试分析“嫦娥三号”卫星的飞行轨迹

近地变轨

①

②

③

转移轨道

⑤

⑦

⑧

⑥

④

轨道修正

教师引导：由学生根据所学知识交流讨论“嫦娥三号”卫星的飞行轨迹。并向大家展示分析结果。

4

课堂小结 本节课我们复习了卫星的发射、运行、变轨等的问题；深化了对万有引力是向心力这一研究天体运动的基本方法掌握；了解了卫星的发射、运行、变轨的一些情况；知道了第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。 最后在一段知识应用拓展讨论“嫦娥三号”卫星的飞行轨迹中，结束本课学习，作业公布于黑板。

四、布置作业

1.复习并整理本课内容

2.完成专用作业纸（实现练习与课堂内容的高度统一，加强练习的针对性，并实现作业分层要求。）

课后作业：

6.5 宇宙航行

人造卫星

班级：________姓名：________学号：________成绩：________ 一、知识小结：（人造地球卫星的发射、运行、变轨的结论

）

1、发射规律：

2、运行规律：

3、变轨规律：

二、精选练习 1.若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星（

） A、速度越大 B、角速度越大 C、向心加速度越大 D、周期越长

2、有两颗人造地球卫星，它们的质量之比是m1：m2=1：2，运动速度之比V1：V2=1：2，则它们的周期之比为________；轨道半径之比为________；向心加速度之比为________；

所受向心力之比为________ 3、在某个行星的表面以速度竖直上抛一个物体v0，测得上升的最大高度为H；已知该行星的直径为D.若要给这个行星发射一颗在行星表面附近运转的卫星，其运动速度多大? 4、天文学家根据天文学观察宣布了如下成果：银河系中心可能存在一个大黑洞，距黑洞6×10km的星体以的速率200km/s绕其旋转；接近黑洞的所有物质，即使速度等于光速也挣脱不了其引力作用。计算黑洞的最大半径；

5、金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍,金星表面的自由落体加速度是多大?金星的第一宇宙速度是多大? 5 9

6、某小报登载：×年×月，×国发射了一颗质量100kg……，周期为1h的人造环月卫星。一位同学记不住引力常量G的数值且手边没有可查找的资料，但他记得月球半径为地球半径的1/4，月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的1/6，经过推理，他认定该报道是假新闻。试写出他的认证方案。（R地＝6.4×106km）

学生思考与困惑：

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