第五节 宇宙航行教学目标：（一）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．（二）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．（三）情感、态度与价值观 1、通过介绍我国在卫星发射方面的成就，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： 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、练习教学用具：录像资料、多媒体课件教学过程：（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）新课教学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① 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。分析：在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力： ， 得：又 ∴结论：如果发射速度小于 7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于 7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗运行半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于 7.9km/s。可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。② 意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的最小速度，所以也称为环绕速度。（2）第二宇...
