天体运动中的“四大难点”课题天体运动中的“四大难点”计划课时2节教学目标1、掌握近地卫星、赤道上的物体及同步卫星的运行特点
2、理解卫星变轨的实质
3、掌握天体运动中的能量问题
4、掌握卫星的追击及相遇问题
教学重点卫星的运动特点
教学难点卫星变轨的实质及能量转换问题
教学方法讲授法、讨论法教学内容及教学过程一、引入课题太空中卫星发生故障时，如何进行对接维修呢
二、主要教学过程突破一近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转的物体的三种匀速圆周运动的参量比较近地卫星(r1、ω1、v1、a1)同步卫星(r2、ω2、v2、a2)赤道上随地球自转的物体(r3、ω3、v3、a3)向心力万有引力万有引力万有引力的一个分力轨道半径r2＞r3＝r1角速度由＝mω2r得ω＝，故ω1＞ω2同步卫星的角速度与地球自转角速度相同，故ω2＝ω3ω1＞ω2＝ω3线速度由＝得v＝，故v1＞v2由v＝rω得v2＞v3v1＞v2＞v3向心加速度由＝ma得a＝，故a1＞a2由a＝ω2r得a2＞a3a1＞a2＞a3突破二卫星的变轨问题1．变轨原理及过程人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图3所示
(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上
(2)在A点点火加速，由于速度变大，进入椭圆轨道Ⅱ
(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ
2．卫星变轨的实质(1)当卫星的速度突然增加时，Gm，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，当卫星进入新的轨道稳定运行时由v＝可知其运行速率比原轨道时增大
卫星的发射和回收就是利用这一原理
突破三天体运动中的能量问题卫星的机械能动能G＝mEk＝∝Ek＝mv2势能与总能量同一卫星在同一圆形轨道上运动，其机械能不变(守恒)相同质量的卫星，在r越大的轨道上，动能越小，
