第4节人造卫星宇宙速度教学过程:教学环节教学内容教学说明一、利用图片,创设情景,引出课题二、探究卫星是如何发射和环绕的1.由学生讲述卫星的形成过程.2.观看视频:“嫦娥一号”的发射、变轨和环绕地球运行的模拟演示.卫星的形成过程很复杂,经过简化可以看出有这样几步:发射、转轨、环绕.随着“神舟五号”、“神舟六号”和“嫦娥一号”的发射,各种媒体全方位报道,学生对卫星的了解程度已经很高了,给学生机会回顾和感受.提出问题.三、如何研究卫星的运动1.观看视频:卫星模拟轨道.一部分卫星的轨道是圆的,还有一部分卫星的轨道是椭圆的.我们把椭圆轨道也近似为圆来处理,这样就可以按照圆周运动的规律来研究卫星的运动了.2.神舟五号的椭圆轨道远地点和近地点的距离分别是350千米和200千米.地球半径是6400千米,请学生讨论说明能否近似用圆周运动代替椭圆轨道研究卫星问题.3.探究卫星做圆周运动时由什么力提供向心力.地球对卫星的引力和卫星需要的向心力之间有什么样的关系
课件演示各种不同的卫星轨道.教师总是告诉学生用圆周运动规律处理卫星问题,学生会是心存疑虑:“这样的处理有用吗
”用圆周运动处理卫星问题不仅简化了问题,也是符合实际情况的.通过真实数据让学生心悦诚服地接受这种近似.四、推导卫星的环绕速度、角速度、周期(一)线速度以及线速度的变化1.人造地球卫星在空中运行时,仅受到地球对它的万有引力作用,这时,这个运动就是卫星做匀速圆周运动所需要的向心力.根据由上式可知,r越大,即卫星离地面越高,它环绕地球运动的速度v越小.对于靠近地面运行的卫星,可以认为r近似等于地球的半径地球对物体的引力近似等于卫星的重力mg,则有:由学生推导并讨论线速度、角速度、周期随轨道半径的变化.线速度随着半径的变化而变化.v=7
9km/s这就是人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度,是所有环绕地球运动的卫星的