2012高一物理新人教版必修二学案6.5宇宙航行

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高中物理第六章《宇宙航行》学案新人教版必修2-新人教版高一必修2物理学案

6.5 《宇宙航行》学案【课标要求】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。

3．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系。

【重点难点】1．第一宇宙速度的推导。

2．运行速率与轨道半径之间的关系。

【课前预习】1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点。

如果速度足够大，物体就，它将绕地球运动，成为。

2.第一宇宙速度大小为，也叫速度。

第二宇宙速度大小为，也叫速度。

第三宇宙速度大小为，也叫速度。

第一宇宙速度，是发射卫星的________速度，同时也是卫星绕地球做匀速圆周运动时的________速度。

3 .①世界上第一颗人造卫星是1957年10月4日在发射成功的，卫星质量为 kg ，绕地球飞行一圈需要的时间为。

②世界上第一艘载人飞船是1961年4月12日在发送成功，飞船绕地球一圈历时。

③世界上第一艘登月飞船是1969年7月16日9时32分在发送成功进入月球轨道；飞船在月球表面着陆；宇航员登上月球。

④中国第一艘载人航天飞船在2003年10月15日9时在发送成功的，飞船绕地球圈后，于安全降落在主着陆场。

成为中国登上太空的第一人。

[探究与生成][问题1] 人造卫星[教师点拨]1.在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面. 由平抛物体的运动规律知：x =v 0t …………………..①，t=g h 2 ……………………….②。

联立①、②可得：x =v 0gh 2，即物体飞行的水平距离和初速度v 0及竖直高度h 有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v 0有关，水平初速度越大，飞行的越远.2.如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星.3. 月球也要受到地球引力的作用，由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转，此时月球受到的地球的引力(即重力)，用来充当绕地运转的向心力，故而月球并不会落到地面上来.牛顿曾依据平抛现象猜想了卫星的发射原理，但他没有看到他的猜想得以实现.今天，我们的科学家们把牛顿的猜想变成了现实.例1．宇航员站在一星球表面上某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为，若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为．已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为，万有引力常量为．求该星球的质量.【解析】要建立清晰的物理情景，理清解题思路，根据力学知识求出两者的联系量:重力加速度．设抛出点的高度为h ，第一次水平位移为x ，则有x 2+h 2=L 2，第二次平抛过程有2 解得 , 设该行星表面上重力加速度为g ，由平抛运动规律得：, 由万有引力定律与牛顿第二定律得：联立以上各式可解得求解力学知识和万有引力定律综合问题的方法：由万有引力和重力的关系求其他的物理量．【拓展与分享】.某星球的质量约为地球的9倍，半球约为地球的一半，若从地球表面上高h 处平抛一物体，射程x 为60 ｍ，则在该星球表面上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体，射程应为多少？【思路分析】已知抛出点的高度为h ，设水平初速度为v 0，在星球上的水平距离为x '，星球表面的重力加速度为g 星，则有星g h 2v x 0='，又由星星星g 2=R GM 得，6x h 261hR 2v x 220==='地地星星GM R GM ,由已知条件可得在星球上的射程为10m 。

高中物理 6.5《宇宙航行》教案新人教版必修2

江苏省赣榆县海头高级中学高一物理必修26.5《宇宙航行》教案（新人教必修2）一、学习目标⏹了解人造卫星的有关知识⏹知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。

二、课前预习1、设天体A绕天体B做匀速圆周运动，则天体A的线速度、角速度、周期及加速度的大小分别由哪些量决定？2、请大家看下面的几条卫星轨道，试判断哪几条是可能的，哪几条是不可能的？并总结卫星轨道的特点。

3、关于发射卫星的问题，牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。

如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。

如图。

请你替牛顿算一算，需要多大的速度物体才能不落回地球，而是像卫星一样绕地球做匀速圆周运动？4、为什么抛出速度小于7.9km/s时物体会落到地面上，而不会做匀速圆周运动呢？5、如果抛出速度大于7.9km/s呢？6、第一宇宙速度，第二宇宙速度（逃逸速度），第三宇宙速度。

当抛出速度v满足7.9km/s<v<11.2km/s时，物体将；当抛出速度v满足11.2km/s≤v<16.7km/s时，物体将；当抛出速度v满足16.7km/s≤v时，物体将。

7、大家可记得在别的什么地方我们也接触到了7.9km/s这个速度啊？请同学们好好回忆一下。

8、通过刚才的计算我们知道7.9km/s的速度是卫星在地球表面运动时的速度，即近地卫星的速度。

实际应用中的近地卫星在100～200km的高度飞行，与地球半径6400km相比，完全可以说是在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离r即轨道半径。

9、比近地轨道外层轨道上的卫星的线速度与7.9km/s相比是大还是小呢？10、如果要将卫星发现到外层轨道，发射速度应该比7.9km/s大还是小呢？11、发射速度：；运动速度（环绕速度）。

12、①如右图，四颗均绕地球做匀速圆周运动，方向为逆时针方向。

如果卫星3想追上卫星1，应该如何操作？②假设某卫星正在地面附近绕地球做匀速圆周运动，速度是7.9km/s。

人教版高中物理必修二导学案：6.5 宇宙航行

6.5 宇宙航行[学习目标]1 会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。

2 知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。

3 感知人类探索宇宙的梦想，树立献身科学的人生价值观［预习案］1．第一宇宙速度的推导方法一：设地球质量为M，半径为R，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度（第一宇宙速度）为v。

飞行器运动所需的向心力是由万有引力提供的，近地卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离，所以，由此解出v=_____。

方法二：物体在地球表面受到的引力可以近似认为等于重力，所以，解得v=_____。

关于第一宇宙速度有三种说法：第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到的，是近地卫星的环绕速度，是地球卫星的。

另外第一宇宙速度是卫星相对于地心的线速度。

地面上发射卫星时的发射速度，是卫星获得的相对地面的速度与地球自转速度的合速度。

所以赤道上自西向东发射卫星可以节省一定的能量。

2．第二宇宙速度，是飞行器克服地球的引力，离开地球束缚的速度，其值为：。

第三宇宙速度，是在地面附近发射一个物体，使它挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须达到的速度。

其值是_________。

3．人造地球卫星（1）人造地球卫星的轨道和运行速度卫星绕地球做匀速圆周运动时，是地球的引力提供向心力，卫星受到地球的引力方向指向地心，而做圆周运动的向心力方向始终指向圆心，所以卫星圆周运动的圆心和地球的地心重合。

这样就存在三类人造地球卫星轨道：①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方；②极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空；③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。

对于卫星的速度要区分发射速度和运行速度，发射速度是指将卫星发射到空中的过程中，在地面上卫星必需获得的速度，等于第一宇宙速度，卫星能在地面附近绕地球做匀速圆周运动，大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度时，卫星做以地球为焦点的椭圆轨道运动。

人教版高中物理必修二教案设计：6.5 宇宙航行

课题第6章第5节宇宙航行授课时间教学目标知识与技能1．了解人造卫星的有关知识．[来源:学|科|网]2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度．3．通过实例，了解人类对太空的探索历程．过程与方法1．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．2.能通过航天事业的发展史说明物理学的发展对于自然科学的促进作用．情感态度与价值观1．通过对我国航天事业发展的了解，激发学生科学献身精神，进行爱国主义的教育．2．关心国内外航空航天事业的发展现状与趋势，有将科学技术服务于人类的意识．教学重点第一宇宙速度的推导；卫星做圆周运动时，各物理量的关系教学难点人造卫星运转的环行速度与卫星发射速度的区别课程类型新授课教学方法讲授法、归纳法教学工具多媒体辅助教学过程导入新课如今，人们的通信手段越来越多样，加强了世界的联系。

要保证稳定通畅的通讯，需要同步卫星进行信号的传递，手机等便携设备的导航定位功能已经非常全面，要实现精确的导航，同步卫星发挥了极大的作用。

问题：怎么样才能把物体发射上天空，且不再落回地面？教学内容一、牛顿的飞天梦：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落点也就一次比一次远。

如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。

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，万有引力充当人造卫星作圆周运动的向心力，设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，则：物体不落回地面时环绕地球做圆周运动，所受地球的引力恰好用来提供向心力，满足GMm r2＝mv2rv＝GMr.当卫星近地环绕时，可认为轨道半径r等于地球半径,将：r=6400km,G=6.67X10-11N•m2/kg2, M=5.98X1024kg,代入得：v＝GMr.=7.9 km/s.二、第一宇宙速度定义：人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，叫做第一宇宙速度。

结合以下两方面，理解第一宇宙速度的意义：牛顿设想，发射速度达到一定值时，才不落回地面，即最小的发射速度；绕地做圆周运动时，由v＝GMr.得，轨道半径越大，速度越小。

【高中物理】物理必修二学案(6.5宇宙航行)

6．5 《宇宙航行》6．6 《经典力学的局限性》导学案【学习目标】1．了解人造地球卫星的最初构想；2．会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题；3．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度4．了解经典力学的局限性【重点难点】第一宇宙速度的推导和对第一宇宙速度的确切理解【学法指导】认真阅读教材，第一宇宙速度的概念，理解三个宇宙速度的示意图。

【知识链接】将天体（行星或卫星）的运动简化为匀速圆周运动，天体所需的向心力由万有引力提供，则天体的绕行速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系总结如下：（1）由22GMm v m r r=得，=v _______，可见，轨道半径r 越大，v ________；（2）由_________=__________得，=ω______，可见，r 越大，ω________；（3）由_________=___________得，T =_________，可见，r 越大，T ______；（4）由_________=ma 得，a =________，可见，r 越大，a ________。

【学习过程】一、宇宙速度阅读教材44页。

体会牛顿对人造地球卫星的最初构想。

1．第一宇宙速度。

第一宇宙速度是卫星在___________附近做________圆周运动时必须具有的线速度。

思考2：根据“知识链接”，第一宇宙速度是所有沿圆轨道运行的卫星中_______的线速度。

思考3：理解第一宇宙速度，需要强调哪两个要点？________________________________卫星所受的向心力由万有引力提供，即R v m RMm G 212=，得v 1=___________，又星球表面万有引力约等于重力，即mg RMm G =2，故v 1=_________。

思考4：计算地球的第一宇宙速度。

R=6．37×106m，地面g=9．8m/s2，v1=_________。

物理：6.5宇宙航行教案(新人教版必修2)

6.5宇宙航行主备人：贾宝善审批人：备课时间：2012/3/28 授课时间：【三维目标】知识与技能1、了解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，会推导第一宇宙速度。

过程与方法通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力。

情感态度与价值观1、通过介绍我国在卫星发射方面的情况，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。

【学习重点】会推导第一宇宙速度，了解第二宇宙速度和第三宇宙速度。

【学习难点】1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。

2、掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换。

【知识链接】1、中国航天事业自1956年创建以来，经历了艰苦创业、配套发展、改革振兴和走向世界等几个重要时期，迄今已达到了相当规模和水平：形成了完整配套的研究、设计、生产和试验体系；建立了能发射各类卫星和载人飞船的航天器发射中心和由国内各地面站、远程跟踪测量船组成的测控网；建立了多种卫星应用系统，取得了显著的社会效益和经济效益；建立了具有一定水平的空间科学研究系统，取得了多项创新成果；培育了一支素质好、技术水平高的航天科技队伍。

中国在卫星回收、一箭多星、低温燃料火箭技术、捆绑火箭技术以及静止轨道卫星发射与测控等许多重要技术领域已跻身世界先进行列；在遥感卫星研制及其应用、通信卫星研制及其应用、载人飞船试验以及空间微重力实验等方面均取得重大成果。

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，）高轨道上运行的卫星半径越大，线速度越4、人造卫星的运行角速度？高轨道上运行的卫星，角速度越5、人造卫星的运行周期?高轨道上运行的卫星,周期越【学习过程】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。

高中物理人教版必修2导学案设计：6.5-宇宙航行(无答案)

1 / 2课题：§6-5 宇宙航行第5课时（总13课时）课型：新授【目标要求】 [学习目标](1)了解人造地球卫星的最初构想。

(2)会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。

(3)知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。

(4)感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。

[学习重点]▲ 1.知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。

▲ 2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。

[学习难点]▲ 1.知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。

▲ 2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。

【过程方法】 [自学提要] 1、第一宇宙速度大小是多大？它是卫星环绕地球的最大还是最小速度？它是发射人造地球卫星的最大还是最小速度？2、第二宇宙速度的大小为多大？它的含义是什么？3、第三宇宙速度的大小为多大？它的含义是什么？4、同步卫星的周期是多少？轨道平面与赤道平面是什么关系？5、卫星做圆周运动的向心力由什么提供？[自学反馈][探究释疑]例1．我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”，设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的1/81,半径约为地球半径的1/4，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s ，则该探月卫星绕月运行的速率约为 ( )例2．如图所示，a 、b 、c 是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a 和b 的质量相等且小于c 的质量，则 ( ) A ．b 所需向心力最小B ．b 、c 的周期相同且大于a 的周期C ．b 、c 的向心加速度大小相等，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 的线速度例3．宇宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一交点，通知宇航员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇．宇航员随即开动飞船上的发动机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是 ( ) A ．飞船高度降低 B ．飞船高度升高C ．飞船周期变小D ．飞船的向心加速度变大例4．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，如图所示，则当卫星分别在l 、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道l 上的速率B ．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度D ．卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时[精练拓展]1．可以发射这样的卫星，使其运动圆轨道与地球表面上( ) A ．某一纬度线（非赤道线）是共面同心圆 B ．某一经度线所决定的圆是共面同心圆C ．赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D ．赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的2．地球同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则下列说法正确的是 ( ) 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的值o ---------------------------------------------------------高一年部班学生姓名 ---------------------------------------------------o2 / 2B ．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的值D ．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的3．假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的 ( )4．宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，为了追上空间站，可以采取的方法是( )A ．飞船加速直到追上空间站，完成对接B ．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接C ．飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接D ．无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接5．关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下面说法中正确的是 ( ) A ．在发射过程中向上加速时产生超重现象 B ．在降落过程中向下减速时产生超重现象 C ．进入轨道时做匀速圆周运动时产生失重现象D ．失重是由于地球对卫星内物体的作用力减少而引起的 6．我们国家在1996年成功发射了一颗实用地球同步卫星，从1999年至今已几次将“神舟”号宇宙飞船送入太空，在某次实验中，飞船在空中飞行了36 h ，环绕地球24圈，那么，同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较 ( )A ．卫星运转周期比飞船大B ．卫星运转速率比飞船大C ．卫星运转加速度比飞船大D ．卫星离地面高度比飞船大 7．我国自行研制发射的“风云一号”风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T 1 =12 h ；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T 2=24 h ；两颗卫星相比 ( ) A ．“风云一号”离地面较高B ．“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大C ．“风云一号”线速度较大D ．若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空，那么再过12小时，它们又将同时到达该小岛的上空8．在某星球表面以初速度v 竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为H ，已知该星球的直径为D ，那么环绕这个星球做匀速圆周运动的卫星的最大速度是____． 9．地球和月球的质量之比为81：1，半径之比为4：1，求： (1)地球和月球表面的重力加速度之比．(2)在地球上和月球上发射卫星所需的最小速度之比。

人教版物理必修二导学案6.5宇宙航行全面版

第六章万有引力与航天第五节宇宙航行【学习目标】1．认识人造地球卫星的有关知识和航天发展史；2．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度；3．理解卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。

【重点、难点】重点：第一宇宙速度的推导。

难点：卫星运转的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。

预习案【自主学习】1．第一宇宙速度是指卫星在____________绕地球做匀速圆周运动的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的 ____________ 速度。

第一宇宙速度也是将卫星发射出去使其绕地球做圆周运动所需要的 ________发射速度，其大小为________。

2．第二宇宙速度是指将卫星发射出去使其战胜____________ ，永远走开地球，即挣脱地球的________拘束所需要的最小发射速度，其大小为________。

3．第三宇宙速度是指派发射出去的卫星挣脱太阳________的拘束，飞到____________外所需要的最小发射速度，其大小为________。

4、同步卫星就是相对地球的卫星，它只利处于上空，它的运转周期是。

【学始于疑】1、抛出的石头会落地，为什么卫星，月球没有落下来？卫星，月球没有落下来必定具备什么条件？2、宇宙速度是发射速度还是环绕速度？3、为什么说第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕速度？研究案【合作研究一】宇宙速度问题 1：将物体以水平速度从某一高度抛出，当速度增加时，水平射程增大，速度增大到某一值时，物体可否落回地面？若不能够，此速度必定满足什么条件？问题 2 ：以多大的速度v 将物体抛出，它才会成为绕地球表面运动的卫星?M，被抛出去的物体的质量为m，物体绕地球运转的轨道半径为r ，方法一：设地球质量为卫星的环绕度为v方法二：问题 3 ：为什么说第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕速度？归纳总结 :；（1），叫地球第一宇宙速度，又叫环绕速度。

它是发射一个物体、使其成为地球卫星的也是卫星绕地球做圆周运动的。

人教版高一物理必修二教案-6.5宇宙航行 (1)

6.5 宇宙航行一、教材分析《宇宙航行》系新课程人教版必修2第七章第五节，重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度。

人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。

教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。

因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。

另外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强民族自信心和自豪感。

二、教学目标（一）知识与技能（1）知道人造地球卫星的运行原理，会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运行的原因。

（2）掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度；（3）通过实例，了解人类对探空的探索历程。

（二）过程与方法（1）能通过航天事业的发展史说明物理学的发展对于自然科学的促进作用。

（2）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。

（3）学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。

（三）情感态度与价值观（1）通过对我国航天事业发展的了解，进行爱国主义的教育。

（2）关心国内外航空航天事业的发展现状与趋势，有将科学技术服务于人类的意识。

三、教学重点难点（一）重点（1）第一宇宙速度的推导，了解第二、第三宇宙速度。

（2）运行速率与轨道半径之间的关系。

（3）卫星做圆周运动时，各物理量的关系。

（二）难点人造卫星运转的环绕速度与卫星发射速度的区别。

四、学情分析从学生年龄特征来看，学生处于高一年级，大多是90年出生，17岁已经对本节知识有一定的接受能力，但比较起成年人来还不及，尤其是对知识体系条理性掌握，对易混淆知识的辨别能力还欠缺。

从学生的知识基础来看，本节与第六章息息相关，不同水平的学生学起来认知程度不一样。

人教版高一物理必修二教案-6.5宇宙航行

课题：§6.5 宇宙航行
一、教材分析
《宇宙航行》为人教版必修2第六章第五节。

本节介绍了人造卫星的发射原理，推导了地球第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度以及人类探索太空的历程。

人造卫星是万有引力定律在航天领域方面的应用，通过本节的学习学生可以初步了解航天知识。

通过梳理我国在航天领域取得的成就以激发学生探索太空的兴趣，促进学生增强民族自信心和自豪感。

二、教学目标
1.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
（3）了解人类探索太空的历程
2.过程与方法：
（1）体验建模的过程与方法
（2）学习科学的思维方法
3.情感态度与价值观：
通过梳理我国在航天领域取得的成就以激发学生探索太空的兴趣，促进学生增强民族自信心和自豪感
三、教学重点
第一宇宙速度的概念及其推导
四、教学难点
对第一宇宙速度的理解
五、教学方法
通过讲解与探究相结合的方法组织教学
六、教具
摆球、课件
七、教学过程
八、布置作业
上网查找学习航天方面的知识。

人教版高中物理必修二教案-6.5宇宙航行

6.5 宇宙航行【教学目标】一、知识与技能1.理解人造卫星发射的原理；2.了解三个宇宙速度；3.掌握人造卫星运行的规律公式。

二、过程与方法通过讲故事、看动画与类推方法加深学生对知识的理解。

三、情感、态度与价值观通过教学活动，激发学生对宇宙认知的兴趣，鼓励学生探索未知的宇宙。

【教学重点】宇宙速度：第一、第二、第三宇宙速度；人造卫星：加速度、线速度、角速度、周期公式【教学用具】多媒体教学平台【教学过程】一、引入新课1、由飞天英雄杨利伟、嫦娥奔月引出古今飞天梦想，提出物体飞天需要满足什么条件的问题；2、由牛顿抛苹果的故事说明物体飞上天空的发射原理（看动画）：物体抛出速度足够大时，可以在地表附近绕地球做匀速圆周运动。

二、新课教学1、如果你是牛顿，如何计算出物体发射到太空的最小速度方法一：Rv m R Mm G 212= 解得R GM v =1 （牛顿还不知道GM 大小）方法二：mg R v m R Mm G ==212 解得gR v =1=7.9km/s①第一宇宙速度(环绕速度)：物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度，大小为7.9km/s 。

②第二宇宙速度(脱离速度)：使物体能够克服地球的引力作用永远离开地球所需的最小发射速度，称为第二宇宙速度，其大小为 11.2 km/s 。

③第三宇宙速度(逃逸速度)：使物体能够挣脱太阳的引力束缚永远飞到太阳系以外所需的最小发射速度，叫第三宇宙速度，其大小为 16.7 km/s 。

④第四宇宙速度：飞离银河系的发射速度···（还未知，靠大家去探究）看动画总结三个宇宙速度2、人造卫星为了安全，大部分卫星是绕地球做匀速圆周运动。

提出问题：不同轨道的卫星运行规律一样吗？因为卫星做匀速圆周运动，则地球对卫星的万有引力提供向心力。

r Tm r m r v m ma r Mm G 2222n 24πω==== 解得：2n r GM a =， r GM v =， 3r GM =ω， GMr T 32π=（也可用ωπ2=T 求）因为每颗人造卫星的GM都一样，所以运行规律只受轨道半径r影响。

高中物理必修二导学案：6.5宇宙航行

《6.5宇宙航行》基础导学【自主学习】1、（C级）牛顿对人造卫星原理是怎样描绘的？2、（C级）人造卫星绕地球运行的动力学原因是什么？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提供。

3、（C级）（1）第一宇宙速度①大小：__________②意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近的速度，所以也称为环绕速度。

（2）第二宇宙速度①大小：__________②意义：使卫星挣脱__________的束缚，成为绕_________运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。

（3）第三宇宙速度。

①大小：。

②意义：使卫星挣脱束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。

【合作探究】1、（B级）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，则人造卫星的运行速度表达式：2、（B级）角速度和周期与轨道半径的关系是什么？3、（B级）有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运行，已知它们的轨道半径之比r1：r2＝4：1，求这颗卫星的：⑴线速度之比；⑵角速度之比；⑶周期之比；⑷向心加速度之比。

4、（C级）地球半径为6400km，在贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度为7.9×103m/s，则周期为多大？5、（A级）交流与讨论：能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？【自我检测】1．（C 级）人造地球卫星的轨道半径越大，则（）A.速度越小，周期越小B.速度越小，周期越大C.速度越大，周期越小D.速度越大，周期越大2、（B 级）人造地球卫星的质量为m ，环绕地球的线速度为v ，角速度为ω，轨道半径为R ，地球的质量为M ．当人造地球卫星的轨道半径为2R 时，下列说法中正确的是 ( )A ．根据R GM v /=，卫星的线速度减小为v ／2 B ．根据gR v =，卫星的线速度增大为v 2 C ．根据R v /=ω，卫星的角速度减小到ω／2D ．根据F=2R GMm ，卫星的向心力减小到原来的41 3、（A 级）已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，在地球上发射近地卫星的环绕速度为7．9 km ／s ，周期为84 min ．那么在月球上发射—颗近月卫星的环绕速度多大?它的周期多大?。

【人教版】高中物理必修二教案：6.5宇宙航行

6. 5宇宙航行教课目的一、知识和能力目标1．认识人造地球卫星的相关知识和航天发展史。

2．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。

3．理解卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。

二、过程与方法目标1．在学习牛顿对卫星发射的思虑过程的同时，培育学生科学探究能力；培育学生在处理实质问题时，怎样建立物理模型的能力。

2．经过对卫星运转的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系的议论，培育学生运用知识剖析解决实质问题的能力。

三、感情、态度与价值观目标1．经过展现人类在宇宙航行领域中的伟大成就，激发学生学习物理的热忱。

2．经过介绍我国在航天方面的成就，激发学生的爱国热忱，加强民族自信心和骄傲感。

3．感知人类探究宇宙的梦想，促进学生建立献身科学的人生观和价值观。

教课要点1．第一宇宙速度的推导。

2．卫星运转的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。

教课难点卫星的发射速度与运转速度的关系。

教课过程一、导入新课经过前方的学习我们知道了，人类经过站在地球上的观察，认识到了天体做什么样的运动，并进一步弄清了天体为何要做这样的运动。

但是人类其实不知足于只站在地球上探究宇宙的神秘。

本节课，我们就来学习人类是怎样走出地球，飞向宇宙，进行宇宙航行的。

（利用幻灯片，向学生展现一些航天类的图片，以激发学生的学习兴趣。

）二、新课教课（一）宇宙速度1.第一宇宙速度①推导：问题：牛顿实验中，炮弹起码要以多大的速度发射，才能在地面邻近绕地球做匀速圆周运动？地球半径为6370km 。

剖析：在地面邻近绕地球运转，轨道半径即为地球半径。

由万有引力供给向心力：G Mm m v2，R2RGM得： vR又∵ mg MmGR2∴ ν gr7.9km / s结论：假如发射速度小于7 . 9km/s ，炮弹将落到地面，而不可以成为一颗卫星；发射速度等于 7. 9km/s ，它将在地面邻近作匀速圆周运动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度一定大于 7. 9km/s 。

人教版高一物理必修2导学案设计：6.5宇宙航行

【课题名称】 6.5 宇宙航行（二）
课型新授课课时1
【学习目标】
1.进一步了解人造卫星的有关知识。

2.了解有关同步卫星的知识。

3.了解有关卫星的发射和运行以及卫星的超重和失重。

【学习重点】有关卫星的发射和运行以及卫星的超重和失重
【学法指导】
合作探究、归纳总结；
【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）
【预习导学笔记】【知识回顾】
1.卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供，由此推出：卫星的绕行速度、角速度、周期与半径r 的关系。

①由r v m r
Mm G 2
2=得r
GM
v =
，r 越大，v 越小。

②由22M m
G m r r
ω=得3r
GM
=
ω，r 越大，ω越小。

③由22
24T
mr r Mm G π=得GM
r T 3
24π=
，r 越大，T 越大。

式中r 是卫星运行轨道到地球球心的距离。

2.要将人造卫星发射到预定的轨道上，就需要给卫星一个发射速度。

发射速度随着发射高1的增加而增大。

最小的发射速度为
s km gR R GM
v /9.7===，即第一宇宙速度，它是人造卫星在地
面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，也是卫星的最大绕行速度。

【课前预习案】
知识点一同步卫星
同步卫星指在赤道平面内，以和地球自转角速度相同的角速度绕地球运动的卫星。

同步卫星也叫地球静止卫星。