新疆乌鲁木齐县第一中学高一物理 五 人造卫星 宇宙速度学案教学目标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。教学重点1.人造地球卫星的发射原理,推导第一宇宙速度。2.第一宇宙速度是卫星发射的最小速度,是卫星作匀速圆周运行的最大速度。 教学难点第一宇宙速度是卫星发射的最小速度,是卫星作匀速圆周运行的最大速度。课时安排 1 课时导入新课 1.复习提问:解决天体运动的两条思路是什么?① 万有引力作为其做圆周运动的向心力。板书:F 万=F 向② 在地球表面的物体重力近似等于万有引力。2.引课提问:我们在看电视实况转播时总听到解说员讲:电视机前的观众朋友们:我们正在通过太平洋上空或印度洋上空的通讯卫星转播电视实况,那么卫星是如何发射出去的?人造卫星的运行速率与其轨道半径有何关系?本节课我们就来学习——人造卫星 宇宙速度板书:人造卫星 宇宙速度新课教学(一) 用投影片出示本节课的学习目标:(二)学习目标完成过程: 1. 卫星运行的速度人造卫星的运行速率与其轨道半径有何关系?引导:人造卫星绕地球运转的向心力由什么力提供?(万有引力)设地球质量为 M,某颗卫星运动的轨道半径为 r,此卫星质量为 m,它受到地球对它的万有引力为等式两边都有 m,可以约去,说明与卫星质量无关。于是我们得到从公式可以看出,卫星的运行速度与其本身质量无关,与其轨道半径的平方根成反比。轨道半径越大,运行速度越小;轨道半径越小,运行速度越大。换句话说,离地球越近的卫星运动速度越大。(同学们推导角速度、周期与半径的关系)2、人造地球卫星的发射1下面我们再来研究一下人造地球卫星的发射及运行情况。最早研究人造卫星问题的是牛顿,他设想了这样一个问题:在地面某一高处平抛一个物体,物体将沿抛物线落回地面。物体初速度越大,飞行距离越远。考虑到地球是圆形的,应该是这样的图景:(板图)当抛出物体沿曲线轨道下落时,地面也沿球面向下弯曲,物体所受重力的方向也改变了。当物体初速度足够大时,物体总要落向地面,总也落不到地面,就成为地球的卫星了。3、宇宙速度从刚才的分析我们知道,要想使物体成为地球的卫星,物体需要一个最小的发射速度,物体以这个速度发射时,能够刚好贴着地面绕地球飞行,此时其万有引力近似等于重力提供了作圆周运动的向心力。其中,g 为地球表面的重力加速度,约 9.8m/s2。R 为地球的半径,约为 6.4×106m。代入数据我们...