万有引力定律在天文学上的应用 人造卫星的教案示例
《万有引力定律在天文学上的应用》教案与高级中学学习方法.doc
《万有引力定律在天文学上的应用》教案与高中学习方法《万有引力定律在天文学上的应用》教案与高中学习方法高一物理《万有引力定律在天文学上的应用》教案教学目标知识目标1、使学生能应用万有引力定律解决天体问题：2、通过万有引力定律计算天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等;3、通过应用万有引力定律使学生能在头脑中建立一个清晰的解决天体问题的图景：卫星作圆周运动的向心力是两行星间的万有引力提供的。
能力目标1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生能熟练的掌握万有引力定律;情感目标1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生感受到自己能应用所学物理知识解决实际问题天体运动。
教学建议应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是：天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度天文学的初步知识等。
教师在备课时应了解下列问题：1、天体表面的重力加速度是由天体的质量和半径决定的.2、地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：物体随地球的自转所需的向心力，是由地球对物体引力的一个分力提供《万紫千红的花》_初中语文教案教学设计示例1一、教学目标（－）知识目标1．理清文章的结构内容。
2．学习本文多种说明方法的运用。
（二）能力目标1．学习按逻辑顺序安排组织材料的方式。
2．品味流畅生动、饶有兴趣的语言。
（三）情感目标1．培养学生探究事物本质、开创美好未来的思想。
2．欣赏流畅生动、饶有趣味的语言美。
二、学法引导1．以自学为主，理解多种说明方法的综合运用在这篇文章中的突出作用。
2．激发对自然的好奇心和对未知世界的求知欲，自行探索自然的奥秘。
三、重点·难点·疑点及解决办法重点：多种说明方法的运用及其作用。
难点：理清文章结构及其前后联系。
解决办法：1．分析讨论，归纳总结。
2．质疑问难。
四、课时安排2课时五、教具学具准备烧杯、肥皂水、稀盐酸、牵牛花。
六、师生互动活动设计1．说话训练。
介绍一种自己最喜欢的花，说说它的颜色和生态。
万有引力定律 人造地球卫星教案
万有引力定律 人造地球卫星一、万有引力定律的应用：1、基础知识（1）基本方法：卫星或天体的运动看成匀速圆周运动， F 万=F 心(类似原子模型)方法：轨道上正常转：rT m r m r v m r Mm G222224πω===地面附近：G2RMm = mg ⇒GM=gR 2(黄金代换式) 2、天体表面重力加速度问题通常的计算中因重力和万有引力相差不大，而认为两者相等，即m 2g ＝G221Rm m ， g=GM/R 2常用来计算星球表面重力加速度的大小，在地球的同一纬度处，g 随物体离地面高度的增大而减小，即g h =GM/（R+h ）2，比较得g h =（hR r+）2·g设天体表面重力加速度为g ，天体半径为R ，由mg=2Mm GR 得g=2MG R ，由此推得两个不同天体表面重力加速度的关系为21212212g R M g R M =*2、计算中心天体的质量某星体m 围绕中心天体m 中做圆周运动的周期为T ，圆周运动的轨道半径为r ，则：由r T m r m m G 222⎪⎭⎫⎝⎛=π中得：2324GT r m π=中 例如：利用月球可以计算地球的质量，利用地球可以计算太阳的质量。
可以注意到：环绕星体本身的质量在此是无法计算的。
4、计算中心天体的密度ρ=V M=334R M ⋅π=3223R GT r ⋅π 由上式可知，只要用实验方法测出卫星做圆周运动的半径r 及运行周期T ，就可以算出天体的质量M ．若知道行星的半径则可得行星的密度 5、发现未知天体用万有引力去分析已经发现的星体的运动，可以知道在此星体附近是否有其他星体，例如：历史上海王星是通过对天王星的运动轨迹分析发现的。
冥王星是通过对海王星的运动轨迹分析发现的二、人造地球卫星。
这里特指绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，实际上大多数卫星轨道是椭圆，而中学阶段对做椭圆运动的卫星一般不作定量分析。
1、卫星的轨道平面：由于地球卫星做圆周运动的向心力是由万有引力提供的，所以卫星的轨道平面一定过地球球心，球球心一定在卫星的轨道平面内。
万有引力定律在天文学上应用人造卫星教案示例
万有引力定律在天文学上应用——人造卫星教案示例第一章：引言1.1 课程背景通过学习人造卫星的相关知识，使学生了解人造卫星的定义、分类及应用，掌握万有引力定律在天文学上的应用，进一步培养学生对天文学的兴趣。
1.2 教学目标（1）了解人造卫星的定义和分类；（2）掌握万有引力定律及其在天文学上的应用；（3）培养学生对天文学的热爱和探究精神。
第二章：人造卫星的基本概念2.1 人造卫星的定义人造卫星是指人类发射到地球轨道或其他行星轨道上的人造物体，用于科学实验、通信、导航、气象观测等方面。
2.2 人造卫星的分类根据轨道高度和用途，人造卫星可分为低轨道卫星、中高轨道卫星、地球同步轨道卫星、太阳同步轨道卫星等。
第三章：万有引力定律3.1 万有引力定律的发现万有引力定律是由英国物理学家牛顿于1687年提出的，指出任何两个物体之间都存在相互吸引的力，该力与两个物体的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
3.2 万有引力定律的公式万有引力定律的公式为：F = G (m1 m2) / r^2，其中，F表示两个物体之间的引力，G为万有引力常数，m1和m2分别为两个物体的质量，r为它们之间的距离。
第四章：万有引力定律在天文学上的应用4.1 地球卫星地球卫星是指围绕地球运行的人造卫星。
它们利用万有引力定律，实现与地球的稳定轨道运动。
根据轨道高度和用途，地球卫星可分为低轨道卫星、中高轨道卫星、地球同步轨道卫星、太阳同步轨道卫星等。
4.2 卫星发射原理卫星发射原理是基于万有引力定律和牛顿第三定律。
火箭升空时，喷射出的高速气流产生反作用力，使火箭获得向上的推力，最终达到预定轨道。
第五章：人造卫星的应用5.1 通信卫星通信卫星是用于传输无线电信号的人造卫星。
它们广泛应用于电话通信、电视广播、卫星新闻采集等领域。
5.2 导航卫星导航卫星是用于提供地面位置信息的人造卫星。
全球定位系统（GPS）就是一种基于导航卫星的定位技术，广泛应用于汽车导航、手机定位、地图绘制等领域。
《万有引力定律在天文学上的应用》教案与高中学习方法
《万有引力定律在天文学上的应用》教案与高中学习方法一、教案设计1.1 教学目标理解万有引力定律的定义和表达式。
掌握万有引力定律在天文学上的应用。
学会运用万有引力定律解决实际问题。
1.2 教学内容万有引力定律的定义和表达式。
万有引力定律在天文学上的应用实例。
运用万有引力定律解决实际问题的方法。
1.3 教学方法采用讲授法讲解万有引力定律的定义和表达式。
采用案例分析法讲解万有引力定律在天文学上的应用实例。
采用问题解决法讲解运用万有引力定律解决实际问题的方法。
二、教学过程2.1 导入通过提问方式引导学生回顾物理学中的引力概念。
引导学生思考引力在天文学中的重要性。
2.2 新课内容讲解讲解万有引力定律的定义和表达式。
举例说明万有引力定律在天文学上的应用实例。
2.3 案例分析提供一些实际问题案例，让学生尝试运用万有引力定律解决。
引导学生通过合作交流，共同解决案例中的问题。
三、巩固练习3.1 课堂练习给出一些选择题或填空题，巩固学生对万有引力定律的理解。
引导学生自主完成练习题，并及时给予解答和反馈。
四、拓展延伸4.1 课堂讨论引导学生思考万有引力定律在天文学中的局限性。
鼓励学生提出自己的观点和看法，进行课堂讨论。
强调重点概念和解决实际问题的方法。
5.2 学习方法指导引导学生掌握科学的学习方法，如做好笔记、积极参与课堂讨论等。
鼓励学生在课后进行自主学习，深入研究相关知识点。
六、教学活动设计6.1 互动环节设计一些小组讨论活动，让学生共同探讨万有引力定律在天文学上的应用。
鼓励学生提出问题，促进师生之间的互动和交流。
6.2 实践操作安排一些实验或观察活动，让学生亲身体验万有引力定律的应用。
例如，进行简单的抛物线实验，观察物体的运动轨迹，引导学生理解万有引力对物体运动的影响。
七、作业布置7.1 作业设计布置一些相关的习题和思考题，让学生巩固所学内容。
选择一些实际问题，要求学生运用万有引力定律进行解答。
八、教学评价8.1 评价标准制定合理的评价标准，包括学生的课堂参与度、作业完成情况、实际问题解决能力等。
高中物理人造卫星教案及反思
高中物理人造卫星教案及反思物理教案是物理教师根据教学大纲和学生的实际情况编写的教学设计方案，对于高中物理课堂的展开十分重要，下面小编为大家带来高中物理人造卫星教案及反思，供你参考。
人造卫星物理教案教学目标知识目标：1、通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的研究，使学生初步掌握研究此类问题的基本方法：万有引力作为圆周运动的向心力;2、使学生对人造卫星的发射、运行等状况有初步了解，使多数学生在头脑中建立起较正确的图景;能力目标通过学习万有引力定律在天文学上的应用，通过解世界和中国的航天事业的发展，了解世界上第一颗人造卫星、第一个宇宙飞船、第一个宇航员的知识，了解中国的神州一号、神州二号、神州三号的发射与回收，增强学生的爱国主义热情.情感目标通过学习万有引力定律在天文学上的应用，使学生真切感受到用自己所学的物理知识能解决天体问题，能解决实际问题，增强学生学习物理的热情教学建议本节的教学过程中在加强应用万有引力定律的同时，还应注重卫星的发射过程.请教师注意下列几个问题.一、天体运动和人造卫星运动模型二、地球同步卫星三、卫星运行速度与轨道卫星从发射升空到正常运行的连续过程，一般可分为几个阶段，每个阶段对应不同的轨道.例如发射轨道、转移轨道、运行轨道、同步轨道、返回轨道等.有些卫星的发射并不是直接到达运行轨道，而需要多次变轨.例如地球同步卫星就是先发射到近地的圆轨道上，再变为椭圆形转移轨道，最后在椭圆形轨道的远地点变为同步轨道.因此发射过程需多级火箭推动.教学设计方案教学重点：万有引力定律的应用教学难点：人造地球卫星的发射教学方法：讨论法教学用具：多媒体和计算机教学过程：一、人造卫星的运动问题：1、地球绕太阳作什么运动?回答：近似看成匀速圆周运动.2、谁提供了向心力?回答：地球与太阳间的万有引力.3、人造卫星绕地球作什么运动?回答：近似看成匀速圆周运动.4、谁提供了向心力?回答：卫星与地球间的万有引力.请学生思考讨论下列问题：例题1、根据观测，在土星外围有一个模糊不清的光环，试用力学方法判定土星的光环究竟是与土星相连的连续物，还是绕土星运转的小卫星群?分别请学生提出自己的方案并加以解释：1、如果是连续物则：这些物体作匀速圆周运动的线速度与半径成正比，2、如果是卫星则：这些物体作匀速圆周运动的线速度与半径的平方根成反比，这个题可以让学生充分讨论.二、人造卫星的发射问题：1、卫星是用什么发射升空的?回答：三级火箭2、卫星是怎样用火箭发射升空的?学生可以讨论并发表自己的观点.下面我们来看一道题目：例题2、1999年11月21日，我国“神州”号宇宙飞船成功发射并收回，这是我国航天史上重要的里程碑.新型“长征”运载火箭，将重达8.4t的飞船向上送至近地轨道1，飞船与火箭分离后，在轨道1上以速度7.2km/s绕地球作匀速圆周运动.试回答下列问题：(1)根据课文内容结合例题(2)(3)(4)问画出图示.(2)轨道1离地的高度约为：A、8000kmB、1600kmC、6400kmD、42000km解：由万有引力定律得：解得： =1600km故选(B)(3)飞船在轨道1上运行几周后，在点开启发动机短时间向外喷射高速气体使飞船加速，关闭发动机后飞船沿椭圆轨道2运行，到达点开启发动机再次使飞船加速，使飞船速率符合圆轨道3的要求，进入轨道3后绕地球作圆周运动，利用同样的方法使飞船离地球越来越远，飞船在轨道2上从点到点过程中，速率将如何变化?解：由万有引力定律得：解得：所以飞船在轨道2上从点到点过程中，速率将减小.(4)飞船在轨道1、2、3上正常运行时：①飞船在轨道1上的速率与轨道3上的速率哪个大?为什么?回答：轨道1上的速率大.②飞船在轨道1上经过点的加速度与飞船在轨道2上经过点的加速度哪个大?为什么?回答：一样大③飞船在轨道1上经过点的加速度与飞船在轨道3上经过点的加速度哪个大?为什么?回答：轨道1上的加速度大.探究活动收集资料。
万有引力定律在天文学上的应用人造卫星·教案 - 学科
大约3度角左右才能放置一颗卫星
地球的同步通讯卫星只能有120颗
可见
空间位置也是一种资源
(让学生推导同步卫星的高度)
同步通讯卫星的特点：1、在赤道平面内
2、与地球自转方向相同
3、高度一定
值得说明的是：卫星在发射的过程中处于超重状态
和在升降机中相同
卫星进入轨道
第二宇宙速度v=11.2km/s
第三宇宙速度v=16.7km/s
4、同步通讯卫星特点：
①、在赤道平面内
②、与地球自转方向相同
③、高度一定
如果物体的发射速度再大
达到或超过16.7km/s时
物体将能够摆脱太阳引力的束缚
飞到太阳系外
16.7km/s这个速度称为第三宇宙速度
板书：第三宇宙速度v=16.7km/s
4、同步通讯卫星
下面我们再来研究一种卫星--同步通信卫星
这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同
板书：人造卫星 宇宙速度
(二)教学过程
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
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
万有引力定律在天文学上应用人造卫星教案示例
教案：“万有引力定律在天文学上应用——人造卫星教案示例”一、教学目标1. 让学生了解万有引力定律的内容及其在天文学上的应用。
2. 使学生掌握人造卫星的基本知识，包括轨道、周期等。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 万有引力定律的内容及其在天文学上的应用。
2. 人造卫星的基本概念、轨道类型及运行规律。
3. 人造卫星在地球通信、气象观测等方面的应用。
三、教学重点与难点1. 万有引力定律在天文学上的应用。
2. 人造卫星的轨道类型及运行规律。
3. 人造卫星在实际应用中的作用。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解万有引力定律及其在天文学上的应用。
2. 采用案例分析法，分析人造卫星的实际应用。
3. 采用小组讨论法，让学生探讨人造卫星的轨道类型及运行规律。
五、教学步骤1. 导入新课：简要介绍万有引力定律及其在天文学上的重要性。
2. 讲解万有引力定律：详细讲解万有引力定律的内容，并通过实例阐述其在天文学上的应用。
3. 介绍人造卫星：讲解人造卫星的基本概念、轨道类型及运行规律。
4. 分析人造卫星的实际应用：通过案例分析，使学生了解人造卫星在地球通信、气象观测等方面的作用。
5. 小组讨论：让学生探讨人造卫星的轨道类型及运行规律，分享自己的见解。
6. 总结与反馈：总结本节课的主要内容，并对学生的学习情况进行反馈。
教学评价：2. 课堂问答：检查学生对万有引力定律及人造卫星知识的掌握程度。
3. 小组讨论：评估学生在讨论中的参与程度及观点的合理性。
教学反思：在授课过程中，要注意理论与实际相结合，让学生充分了解万有引力定律在天文学上的应用。
要关注学生的学习反馈，及时调整教学方法，提高教学质量。
六、教学拓展1. 引入其他行星卫星的例子，讨论它们的轨道特点和形成机制。
2. 探讨万有引力定律在其他天体运动中的应用，如彗星、小行星等。
七、人造卫星的轨道动力学1. 讲解开普勒定律及其在人造卫星轨道计算中的应用。
《万有引力定律在天文学上的应用》教案与高中学习方法
一、教案简介《万有引力定律在天文学上的应用》教案旨在帮助学生理解万有引力定律的基本概念，掌握其在天文学领域中的应用。
通过本章的学习，学生将能够：1. 描述万有引力定律的内容及表达式。
2. 解释万有引力定律在天文学上的重要应用。
3. 运用万有引力定律计算天体间的引力。
二、教学目标1. 知识与技能：掌握万有引力定律的表述和表达式。
了解万有引力定律在天文学上的应用。
学会运用万有引力定律进行简单的计算。
2. 过程与方法：通过实例分析，培养学生的观察和思考能力。
运用数学方法计算天体间的引力，提高学生的计算能力。
3. 情感态度价值观：培养学生的科学探究精神，激发对天文学的兴趣。
感受自然规律的美妙，增强对科学真理的敬畏。
三、教学重点与难点1. 教学重点：万有引力定律的表述和表达式。
万有引力定律在天文学上的应用。
运用万有引力定律进行简单计算。
2. 教学难点：理解万有引力定律的数学表达式。
运用万有引力定律计算天体间的引力。
四、教学过程1. 导入：通过介绍牛顿发现万有引力定律的故事，激发学生的兴趣。
提问：什么是万有引力定律？它在天文学上有什么重要性？2. 知识讲解：讲解万有引力定律的表述和表达式。
举例说明万有引力定律在天文学上的应用，如行星运动、卫星轨道等。
3. 实例分析：分析地球与月球之间的引力计算。
引导学生运用万有引力定律进行计算，解答问题。
4. 练习与讨论：布置一些相关的练习题，让学生独立完成。
组织学生进行讨论，分享解题过程和心得。
5. 总结与拓展：对本节课的内容进行总结，强调重点知识点。
提出一些拓展问题，激发学生的思考。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，了解学生的学习状态。
2. 练习完成情况：检查学生完成的练习题，评估学生对知识点的掌握程度。
3. 小组讨论：评估学生在讨论中的表现，考察学生的合作能力和思考能力。
4. 课后反馈：收集学生的课后反馈，了解学生的学习效果和需求。
六、教学策略1. 实例分析：通过分析实际天体运动案例，如地球绕太阳公转、月球绕地球运行等，让学生直观地理解万有引力定律的应用。
万有引力定律在天文学上应用人造卫星教案示例
教案：“万有引力定律在天文学上应用——人造卫星教案示例”一、教学目标1. 让学生理解万有引力定律的基本概念及其在天文学上的应用。
2. 使学生掌握人造卫星的基本知识，包括人造卫星的分类、轨道特点等。
3. 培养学生运用万有引力定律分析和解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 万有引力定律的基本概念及其在天文学上的应用。
2. 人造卫星的分类、轨道特点及其与万有引力定律的关系。
3. 实际案例分析：运用万有引力定律计算人造卫星的轨道参数。
三、教学方法1. 采用讲授法讲解万有引力定律的基本概念及其在天文学上的应用。
2. 采用案例分析法讲解人造卫星的分类、轨道特点及其与万有引力定律的关系。
3. 引导学生进行分组讨论，培养学生的合作意识和问题解决能力。
四、教学步骤1. 引入：通过介绍宇宙中的天体运动，引导学生思考万有引力定律在天文学上的重要性。
2. 讲解万有引力定律的基本概念，并通过实例解释其在天文学上的应用。
3. 讲解人造卫星的基本概念，包括人造卫星的分类、轨道特点等。
4. 分析人造卫星轨道与万有引力定律的关系，引导学生理解人造卫星轨道的动力学原理。
5. 进行案例分析，引导学生运用万有引力定律计算人造卫星的轨道参数。
五、教学评价1. 课堂讲解：评价学生对万有引力定律及其在天文学上应用的理解程度。
2. 小组讨论：评价学生在合作中分析问题和解决问题的能力。
3. 案例分析报告：评价学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。
六、教学活动1. 小组合作：学生分组进行讨论，每组选择一个人造卫星案例，运用万有引力定律计算其轨道参数。
2. 分享成果：每组选代表进行成果分享，介绍他们是如何运用万有引力定律计算人造卫星的轨道参数的。
3. 讨论与提问：学生之间互相提问，解答对方在计算轨道参数过程中遇到的问题。
七、教学资源1. 教材：万有引力定律及其在天文学上的应用相关教材。
2. 网络资源：人造卫星轨道计算软件、相关学术论文等。
3. 教具：黑板、粉笔、多媒体设备等。
万有引力定律在天文学上应用人造卫星教案示例
一、教案概述本教案旨在通过介绍万有引力定律在天文学上的应用，使学生了解人造卫星的运行原理和轨道计算方法。
通过本章的学习，学生应掌握万有引力定律的基本概念，理解人造卫星的运动规律，并能运用相关公式进行简单的轨道计算。
二、教学目标1. 了解万有引力定律的基本概念及其在天文学上的应用。
2. 掌握人造卫星的运动规律，理解卫星轨道的类型及特点。
3. 学会运用万有引力定律计算人造卫星的轨道参数。
4. 培养学生的实际问题解决能力，提高科学思维方法。
三、教学内容1. 万有引力定律的基本概念及其在天文学上的应用。
2. 人造卫星的运动规律，包括圆轨道、椭圆轨道和双曲线轨道。
3. 卫星轨道的计算方法，如卫星速度、周期、轨道半径等参数的计算。
4. 实例分析：地球同步卫星、月球探测卫星等。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解万有引力定律的基本概念和应用，人造卫星的运动规律及轨道计算方法。
2. 利用多媒体演示，展示人造卫星的运行轨道和关键现象。
3. 案例分析法：分析地球同步卫星、月球探测卫星等实际应用案例，加深学生对知识点的理解。
4. 互动教学法：引导学生提问、讨论，提高学生的参与度和积极性。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对万有引力定律、人造卫星运动规律的理解程度。
2. 课后作业：布置相关计算题，检验学生对轨道计算方法的掌握。
3. 小组讨论：评估学生在案例分析中的表现，考察分析问题和解决问题的能力。
六、教学准备1. 教学PPT：制作包含万有引力定律、人造卫星运动规律、轨道计算方法的PPT。
2. 教学辅助材料：收集相关的人造卫星应用案例，如地球同步卫星、月球探测卫星等。
3. 计算软件：准备轨道计算所需的软件或工具，如Python、MATLAB等。
4. 疑问解答：准备针对可能出现的问题进行解答，如学生关于万有引力定律的疑问。
七、教学步骤1. 回顾上节课的内容，引导学生复习万有引力定律的基本概念及其在天文学上的应用。
2. 讲解人造卫星的运动规律，包括圆轨道、椭圆轨道和双曲线轨道的性质和特点。
万有引力定律在天文学上应用人造卫星教案示例
万有引力定律在天文学上应用——人造卫星教案示例一、教学目标1. 让学生理解万有引力定律的基本概念及表达式。
2. 使学生掌握人造卫星的运行原理及其轨道类型。
3. 培养学生运用万有引力定律分析和解决天文学问题的能力。
4. 提高学生对我国航天事业的了解和自豪感。
二、教学内容1. 万有引力定律的基本概念及表达式。
2. 人造卫星的运行原理。
3. 人造卫星的轨道类型及其特点。
4. 我国人造卫星的发展历程及取得的成就。
三、教学重点与难点1. 万有引力定律的表达式及其在天文学中的应用。
2. 人造卫星的运行原理和轨道类型。
3. 我国人造卫星的发展历程及取得的成就。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解万有引力定律的基本概念、表达式及其在天文学中的应用。
2. 采用案例分析法讲解人造卫星的运行原理和轨道类型。
3. 采用讨论法让学生了解我国人造卫星的发展历程及取得的成就。
4. 利用多媒体展示相关图片和视频，增强学生对教学内容的理解。
五、教学过程1. 引入：通过讲解地球对物体产生的引力，引导学生思考万有引力定律在天文学中的应用。
2. 讲解万有引力定律的基本概念、表达式及其在天文学中的应用。
3. 讲解人造卫星的运行原理，让学生了解卫星是如何在宇宙中运行的。
4. 讲解人造卫星的轨道类型及其特点，如地球同步轨道、太阳同步轨道等。
5. 讲解我国人造卫星的发展历程及取得的成就，如东方红一号、嫦娥一号等。
6. 课堂小结：回顾本节课所学内容，让学生总结万有引力定律在天文学上的应用以及人造卫星的相关知识。
7. 作业布置：布置一些有关万有引力定律和人造卫星的练习题，巩固所学知识。
六、教学活动1. 小组讨论：让学生探讨人造卫星在不同轨道上的运行特点及其应用。
2. 案例分析：分析我国人造卫星的发展历程，让学生了解我国航天事业的取得的成就。
3. 课堂提问：鼓励学生积极提问，解答学生关于万有引力定律和人造卫星的相关问题。
七、教学评价1. 课后作业：检查学生对万有引力定律和人造卫星知识的掌握情况。
《万有引力定律在天文学上的应用》教案与高中学习方法
《万有引力定律在天文学上的应用》教案与高中学习方法一、教学目标1. 让学生理解万有引力定律的内容及表达式。
2. 使学生掌握万有引力定律在天文学上的应用。
3. 培养学生运用科学方法解决问题的能力。
二、教学重点与难点1. 教学重点：（1）万有引力定律的内容及表达式。
（2）万有引力定律在天文学上的应用。
2. 教学难点：（1）万有引力定律的数学表达式的推导。
（2）在天文学上如何运用万有引力定律解决问题。
三、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考万有引力定律在天文学上的重要性。
2. 利用案例分析法，让学生通过实际案例理解万有引力定律的应用。
3. 采用小组讨论法，培养学生的合作交流能力。
四、教学准备1. 教师准备相关的天文学案例，用于课堂讲解。
2. 学生准备笔记本，记录重要知识点。
五、教学过程1. 导入：（1）回顾上节课的内容，巩固已学的知识。
（2）通过提问方式引导学生思考万有引力定律在天文学上的应用。
2. 新课内容：（1）讲解万有引力定律的内容及表达式。
（2）通过案例分析，展示万有引力定律在天文学上的应用。
3. 课堂互动：（1）让学生提出在学习过程中遇到的问题。
（2）鼓励学生分享自己的学习方法。
4. 练习与巩固：（1）布置相关的练习题，使学生巩固所学知识。
（2）组织小组讨论，共同解决问题。
5. 总结与反思：（1）对本节课的内容进行总结。
（2）引导学生反思自己的学习方法，提出改进措施。
6. 课后作业：（1）完成练习题，加深对万有引力定律的理解。
（2）查阅相关资料，了解万有引力定律在其他领域的应用。
六、教学延伸1. 利用多媒体展示万有引力定律在天文学上的实际应用，如行星运动、卫星轨道等。
2. 引导学生思考万有引力定律在人类探索宇宙中的作用，如航天技术的发展。
七、学习方法指导1. 引导学生运用归纳总结法，将所学知识系统化。
2. 教会学生如何利用互联网资源，查阅相关资料，拓宽知识面。
八、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，巩固知识点。
高三物理万有引力定律的应用——卫星问题教案
万有引力定律的应用——人造卫星系列问题学案【学习目标】1． 能根据万有引力提供卫星运动的向心力，解决相关问题2． 弄清T ，v ，ω，a ，Ek ，Ep ，E 随r 变化的规律3． 掌握卫星变轨的规律【知识再现】一、万有引力定律1. 内容：______________________________________________________________________2. 公式：____________________________________________________3. 适用条件二、卫星的运动1. 稳定运行基本方法：把卫星的运动看成 运动，卫星所受 全部提供向心力。
“供需平衡” 运动类型：_________________常用公式：2. 不稳定运行“供过于求” 运动类型：_________________；“供不应求” 运动类型：__________________三、卫星的能量卫星发射过程，伴随卫星高度的升高，引力做负功，卫星的动能转化为卫星的势能【知识提升】[播放Flash]提出问题：地球上的物体要达到多大的速度才能发射成为地球的卫星？这个速度是如何推导出的？[知识点]1．第一宇宙速度（1）公式（2）理解[知识点]3．高轨道一般卫星的规律例1、在圆轨道上运动的质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R ，地面上的重力加速度为g ，求卫星运动的线速度，周期，加速度。
某同学给出了如下的解题过程 )2(2222R T m R v m ma mg ⎪⎭⎫ ⎝⎛===π Rg v 2=∴ g R T /22π= g a = 试分析同学的解答是否正确？如果错误，请做出正确解答，并指出造成错误的原因。
例2、如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a和b的质量相同而小于c的质量，下列说法中正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度B．b、c的周期相等，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所需的向心力最小[播放Flash][思考]卫星在近地轨道上的P点开启发动机，向高轨道变轨，卫星应该采取什么措施？卫星在P 点变轨后能否直接进入更高的圆轨道？[知识点]2．卫星变轨问题例3、如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后在P点点火加速，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步轨道上的Q），到达远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道。
高中物理万有引力定律的应用、人类对太空的不懈教案 鲁科版 必修2
万有引力定律的应用、人类对太空的不懈【教学目标】一、知识与技能：1、知道卫星所受的万有引力等于卫星做圆周运动的向心力。
2、理解第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度3、了解经典力学的发展历程和伟大成就；知道经典力学对航天技术发展的重大贡献；知道万有引力定律对科学发展所起的重要作用。
二、过程与方法：1、会以抛体运动为出发点导出卫星上天的粗略道理。
2、会计算第一宇宙速度。
3、会计算天体的质量和密度。
4、收集我国和世界航天事业发展史和前景的资料，进一步体会科学知识对人类探索未知世界的作用三、情感、态度与价值观：1、通过牛顿抛体运动图的解说及齐奥尔科夫斯基火箭公式等经典力学发展的伟大成就介绍，使学生体会经典力学创立的价值与意义。
2、通过介绍人造卫星的应用及我国航天技术的发展，激发学生勇攀科学高峰的热情。
3、通过介绍人们如何发现海王星和冥王星，体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
4、体会科学研究方法对人们认识发展学生对科学的好奇心和求知欲。
5、使学生体会到科学探索的艰辛，挖掘德育的素材。
【教学重点】1、计算第一宇宙速度的两种方法。
2、计算天体的质量和密度。
3、经典力学对航天技术发展的重大贡献。
4、万有引力定律对科学发展所起的重要作用。
【教学方法】问题教学法、理论探究法【教学过程】【导入】：1、 复习：(1)提问：行星运动的开普勒三定律；万有引力定律。
(2) 学生回答：(略)。
2、 新课引入：(1) 多媒体展示：我国神舟六号的发射、在轨运行、回收情况；我国嫦娥探月工程的基本情况。
(2) 提问：为什么宇宙飞船能登上月球？为什么飞船能像月亮那样围绕地球旋转？飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？在进一步的探索中，人类会对更遥远的星球有些什么了解？请同学们带着这些问题进行这一节课的学习。
【新课教学】一．人造卫星上天1、如何使人造卫星上天：(1) 提出探究课题：站在高山顶端，水平抛出一块石头，石头的水平射程跟什么有关？若不断增大水平抛射石头的投掷速度，当速度达到足够大时，石头是否不再落回地面而绕地球旋转？(2) 学生探究，发表见解。
高中优秀教案高一物理教案：《万有引力定律在天文学上的应用》教学设计_1
高一物理教案：《万有引力定律在天文学上的应用》教学设计高一物理教案：《万有引力定律在天文学上的应用》教学设计教学目标学问目标1、使同学能应用万有引力定律解决天体问题：2、通过万有引力定律计算天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等;3、通过应用万有引力定律使同学能在头脑中建立一个清楚的解决天体问题的图景：卫星作圆周运动的向心力是两行星间的万有引力供应的。
力量目标1、通过万有引力定律在天文学上的应用使同学能娴熟的把握万有引力定律;情感目标1、通过万有引力定律在天文学上的应用使同学感受到自己能应用所学物理学问解决实际问题——天体运动。
教学建议应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是：天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度天文学的初步学问等。
老师在备课时应了解下列问题：1、天体表面的重力加速度是由天体的质量和半径打算的.2、地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：物体随地球的自转所需的向心力，是由地球对物体引力的一个分力供应的，引力的另一个分力才是通常所说的物体受到的重力.(相关内容可以参考扩展资料)万有引力定律在天文学上的应用教学设计教学重点：万有引力定律的应用教学难点：地球重力加速度问题教学方法：商量法教学用具：计算机教学过程：一、地球重力加速度问题一：在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大?这个问题让同学充分商量：1、有的同学认为：地球上的加速度是不改变的.2、有的同学认为：两极的重力加速度大.3、也有的的同学认为：赤道的重力加速度大.出现以上问题是由于：同学可能没有考虑到地球是椭球形的，也有不记得公式的等.老师板书并讲解：在质量为、半径为的地球表面上，假如忽视地球自转的影响，质量为的物体的重力加速度，可以认为是由地球对它的万有引力产生的.由万有引力定律和牛顿其次定律有：则该天体表面的重力加速度为：由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径打算的.而又由于地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大.也可让同学发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小.问题二：有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大?这个问题有同学回答问题三：1、地球在作什么运动?人造地球卫星在作什么运动?通过展现图片为同学建立清楚的图景.2、作匀速圆周运动的向心力是谁供应的?回答：地球与卫星间的万有引力即由牛顿其次定律得：3、由以上可求出什么?①卫星绕地球的线速度：②卫星绕地球的周期：③卫星绕地球的角速度：老师可带领同学分析上面的公式得：当轨道半径不变时，则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变.当卫星的角速度不变时，则卫星的轨道半径不变.课堂练习：1、假设火星和地球都是球体，火星的质量和地球质量 .之比，火星的半径和地球半径之比，那么离火星表面高处的重力加速度和离地球表面高处的重力加速度 . 之比等于多少?解：因物体的重力来自万有引力，所以：则该天体表面的重力加速度为：所以：2、若在相距甚远的两颗行星和的表面四周，各放射一颗卫星和，测得卫星绕行星的周期为，卫星绕行星的周期为，求这两颗行星密度之比是多大?解：设运动半径为，行星质量为，卫星质量为 .由万有引力定律得：解得：所以：3、某星球的质量约为地球的的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高处平抛一物体，射程为60米，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为：A、10米B、15米C、90米D、360米解得：(A)布置作业：探究活动组织同学收集资料，编写相关论文，可以参考下列题目：1、月球有自转吗?(针对这一问题，同学会很简单回答出来，但是关于月球的自转状况却不肯定很清晰，老师可以加以引伸，比如月球自转周期，为什么我们看不到月球的另一面?)2、观查月亮有条件的让同学观查月亮以及星体，收集相关资料，练习地理天文学问编写小论文.。
示范教案一(6.4万有引力定律在天文学上的应用).doc
示范教案一(6.4万有引力定律在天文学上的应用)●教学目标一、知识目标1.了解行星绕恒星运动及卫星绕行星运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力.2.了解万有引力定律在天文学上有重要应用.3.会用万有引力定律计算天体的质量.二、能力目标通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力.三、德育目标利用万有引力定律可以发现未知天体，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点.●教学重点1.人造卫星、月球绕地球的运动；行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的.2.会用已知条件求中心天体的质量.●教学难点根据已有条件求中心天体的质量.●教学方法分析推理法、讲练法.●教学用具有关练习题的投影片、投影仪.●课时安排1课时●教学过程［投影］本节课的学习目标1.利用万有引力等于向心力求出中心天体的质量.2.了解万有引力定律在天文学上的应用.学习目标完成过程一、导入新课上节课我们共同学习了万有引力常量的测定.现在请同学们回忆下面几个问题:1.卡文迪许用什么装置来测定引力常量?其实验原理是什么?2.为什么扭秤装置能测定相互作用很小的万有引力,其巧妙之处何在?［学生活动］回忆上节所学,找出问题答案.1.卡文迪许用扭秤装置来测定引力常量.其实验原理是力矩平衡.2.扭秤装置所以能测定很小的万有引力,其根本原因是通过小平面镜及T型架的横杆对万有引力的作用效果进行了放大.［教师总结］万有引力常量的测出,使万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用.这节课我们就共同来学习万有引力定律在天文学上的应用.二、新课教学(一)天体质量的计算A.基础知识请同学们阅读课文第一部分——天体质量的计算.同时考虑下列问题.［投影出示］1.万有引力定律在天文学上有何用处?2.应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?3.求解天体质量的方程依据是什么?［学生活动］学生阅读课文第一部分,从课文中找出相应的答案.1.当测定出万有引力常量后,我们便可应用万有引力定律计算天体的质量.使以前看似不可能的事变为现实.2.应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是:根据环绕天体的运动情况,求出其向心加速度,然后根据万有引力充当向心力,进而列方程求解.3.从前面的学习知道,天体之间存在着相互作用的万有引力,而行星(或卫星)都在绕恒星(或行星)做近似圆周的运动,而物体做圆周运动时合力充当向心力,故对于天体所做的圆周运动的动力学方程只能是万有引力充当向心力,这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在.B.深入探究请同学们结合课文知识以及前面所学匀速圆周运动的知识,加以讨论、综合.然后思考下列问题.［投影出示］1.天体实际做何运动?而我们通常可认为做什么运动?2.描述匀速圆周运动的物理量有哪些?3.根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法?4.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力求出的天体质量有几种表达式?各是什么?各有什么特点?5.应用此方法能否求出环绕天体的质量?［学生活动］分组讨论,得出答案.1.天体实际运动是沿椭圆轨道运动的,而我们通常情况下可以把它的运动近似处理为圆形轨道,即认为天体在做匀速圆周运动.2.在研究匀速圆周运动时,为了描述其运动特征,我们引进了线速度v ,角速度ω,周期T 三个物理量.3.根据环绕天体的运动状况,求解向心加速度有三种求法.即:a.a 心=rv 2 b.a 心=ω2·rc.a 心=4π2r /T 24.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三种形式的方程，即a.F 引=G2r Mm =F 心=ma 心=m r v 2. 即：G r v m r Mm22= ① b.F 引=G 2rMm =F 心=ma 心=m ω2r 即：G 2r Mm =m ω2·r② c.F 引=G 2r Mm =F 心=ma 心=m 224T rπ即：G 2r Mm =m 224T rπ ③从上述动力学方程的三种表述中，可得到相应的天体质量的三种表达形式：a.M =v 2r /G .b.M =ω2r 3/G .c.M =4π2r 3/GT 2.上述三种表达式分别对应在已知环绕天体的线速度v ,角速度ω，周期T 时求解中心天体质量的方法.以上各式中M 表示中心天体质量,m 表示环绕天体质量,r 表示两天体间距离,G 表示万有引力常量.5.从以上各式的推导过程可知,利用此法只能求出中心天体的质量,而不能求环绕天体的质量,因为环绕天体的质量同时出现在方程的两边,已被约掉.C.教师总结从上面的学习可知,在应用万有引力定律求解天体质量时,只能求解中心天体的质量,而不能求解环绕天体的质量.而在求解中心天体质量的三种表达式中,最常用的是已知周期求质量的方程.因为环绕天体运动的周期比较容易测量.从前面的学习我们知道,当物体静止在地面上时,万有引力同时产生两个作用效果,一是物体的重力,一是物体随地自转的向心力,而随地自转的向心力非常小,故有:F 引mg而当物体绕地球运转时,不再有随地自转的向心力.此时有：F 引=mg综上所述,我们可知,F 引=mg这也是这一章中,除动力学方程外的又一重要方程.既然万有引力可以充当向心力,且它又等于物体的重力,所以我们便可得到另一个重要的方程:mg =F 心综合以上,在这一章中我们所用的方程总共有三个,即:F 引=F 心F 引=mgmg =F 心D.基础知识应用［投影出示］1.求解中心天体质量时,列方程的依据是________.2.把地球绕太阳公转看做是匀速圆周运动轨道,平均半径为1.5×108 km,已知引力常量为:G =6.67×10—11 N ·m 2/kg 2，则可估算出太阳的质量大约是多少千克?(结果取一位有效数字)参考答案:1.万有引力充当向心力2.2×1030 kg分析：题干给出了轨道的半径，虽然没有给出地球运转的周期，但日常生活常识告诉我们：地球绕太阳一周为365天.故：T =365×24×3600 s=3.15×107 s由万有引力充当向心力可得： G 2r Mm=m 224T r故：M =2324GT r π =27113112)102.3(107.6)105.1(14.34⨯⨯⨯⨯⨯⨯-kg =2×1030 kg(二)发现未知天体A.基础知识请同学们阅读课文第二部分——发现未知天体，考虑以下问题：［投影出示］1.应用万有引力定律除可估算天体质量外，还可以在天文学上起什么作用？2.应用万有引力定律发现了哪些行星？［学生活动］阅读课文，从课文中找出相应的答案：1.应用万有引力定律还可以用来发现未知的天体.2.海王星、冥王星就是应用万有引力定律发现的.B.深入探究人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的?人们在长期的观察中发现天王星的实际运动轨道与应用万有引力定律计算出的轨道总存在一定的偏差,所以怀疑在天王星周围还可能存在有行星,然后应用万有引力定律,结合对天王星的观测资料,便计算出了另一颗行星的轨道,进而在计算的位置观察新的行星.C.教师总结万有引力定律的发现,为天文学的发展起到了积极的作用,用它可以来计算天体的质量,同时还可以来发现未知天体.D.基础知识应用1.太阳系的第八颗行星——海王星是________国的________于________(时间)发现的.2.太阳系的第九颗行星——冥王星是________(时间),应用万有引力定律发现的.参考答案:1.德;加勒;1846年9月23日2.1930年3月14日三、知识反馈1.根据观察，在土星外层有一个环，为了判断是土星的连续物还是小卫星群，可测出环中各层的线速度v 与该层到土星中心的距离R 之间的关系.下列判断正确的是( )A.若v 与R 成正比，则环是连续物B.若v 2与R 成正比，则环是小卫星群C.若v 与R 成反比，则环是连续物D.若v 2与R 成反比，则环是小卫星群2.已知地球的半径为R ，地面的重力加速度为g ，引力常量为G ，如果不考虑地球自转的影响，那么地球的平均密度的表达式为________.3.某人在某一星球上以速度v 竖直上抛一物体，经时间t 落回抛出点，已知该星球的半径为R ，若要在该星球上发射一颗靠近该星运转的人造星体，则该人造星体的速度大小为多少？4.一艘宇宙飞船绕一个不知名的、半径为R 的行星表面飞行，环绕一周飞行时间为T .求该行星的质量和平均密度.参考答案:1.AD2.3g /4πGR3.星球表面的重力加速度g =tv t v 22= 人造星体靠近该星球运转时：mg =G 2R Mm=m Rv 2'(M :星球质量.m :人造星体质量) 所以v ′=t vR gR 2=4.设宇宙飞船的质量为m ，行星的质量为M .宇宙飞船围绕行星的中心做匀速圆周运动. G 2R Mm=m (Tπ2)2R 所以M =2324GT R π 又v =34πR 3所以ρ=23GT V M π= 四、小结学习本节的解题思路如下：F 引=mg .mg =F 心五、作业1.阅读本节内容：2.课本P 110(1)3.思考题：已知地球的半径为R ，质量为M 地，月球球心到地球球心的距离r 月地=60 R =3.8×108 m ，月球绕地球运行周期T =27.3天，地球对物体的重力加速度g 0=9.8 m/s 2，试证明地球对月球的引力和地球对其附近物体的引力是同性质的力，都是万有引力.参考答案:月球绕地球做半径为r 月地的匀速圆周运动，如果提供月球做匀速圆周运动的向心力与地球对物体的引力是同性质的力，则由牛顿运动定律可得月球绕地球做圆周运动的向心加速度a 月为：地球上物体的重力加速度g 为由月球绕地球做匀速圆周运动所需的向心加速度公式可知：a 月′=ω2r 月地=(T π2)2·r 月地 =(3600243.2714.32⨯⨯⨯)2×3.8×108 m/s 2=2.69644×10—3 m/s 2 已知地球表面的重力加速度g 0=9.8 m/s 2由此可知，由月球以及地球附近的物体绕地球做匀速圆周运动所需的向心加速度之比，跟由同性质的万有引力对它们提供的向心力所获得的向心加速度之比近似相等.所以，地球对月球的引力跟地球对其附近物体的引力是同性质的力，都是万有引力.六、板书设计。
《万有引力定律在天文学上的应用》教学设计
《万有引力定律在天文学上的应用》教学设计《万有引力定律在天文学上的应用》教学设计课题名称万有引力定律在天文学上的应用科目物理年级高一级教学时间1课时教材分析这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量。
在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚。
1．地面附近物体与地球间的万有引力约等于物体的重力，即F引＝mg．可得出计算天体质量的另一种方法。
2．把环绕天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引＝F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星半径等问题。
本节内容是这一章的重点，是万有引力定律在实际中的具三、情感态度与价值观1．利用设置丰富的问题情境，鼓励学生从多角度思考、探索、交流，激发学生的好奇心和主动学习的欲望；2．利用万有引力定律可以发现求知天体，学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。
3．通过介绍亚当斯与勒威耶的历史奇缘，激发学生对科学家探究真理的崇拜之情。
教学重点1．环绕天体的运动：如月球绕地球的运动；行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。
2．会用已知条件求中心天体的质量。
教学难点根据已有条件求中心天体的质量。
教学资源（1）给同学们准备一些相关资料；（2）教师自制的多媒体课件；（3）上课环境为多媒体大屏幕环境。
《万有引力定律在天文学上的应用》教学过程描述教学活动1（一）师生互动，激趣导入1．教师展示：美国网站2019年8月14日报道，世界上第一个太空旅馆“银河套房酒店”有望在2019年建成，届时太空迷们翱翔宇宙的梦想将成为现实。
当然，太空旅馆房价不菲，每位房客入住3天的费用是400万美元（约合人民币3000万元）。
2019年从俄罗斯发射升空充气式太空酒店，预计于2019年建造完毕并投入使用。
万有引力定律在天文学上的应用以及人造地球卫星常识
万有引力定律在天文学上的应用以及人造地球卫星常识编稿老师：陈素玉审稿老师：陈素玉责编：郭金娟学习目的：1、了解万有引力定律在天文学上的应用2、学会天体质量的计算3、掌握第一宇宙速度、人造地球卫星的运行速度4、掌握同步卫星的特点内容讲解：一．科学理论不仅要能解释已有的现象，还可预测未来的事件1．第一次给出人造地球卫星的理论人造地球卫星、金星卫星、人造行星今天都已经成为现实。
无怪乎阿波罗8号宇宙飞船在从人类第一次月球旅行的返航途中，当地面控制站问它：“谁在那儿驾驶”时，它回答说：“我想现在主要是牛顿在驾驶”。
2．说明潮汐的原因潮水涨落是地球上常见的现象，对航海也十分重要，牛顿根据月球和太阳对地球和海水的引力正确地解释了潮汐的基本特点，并且现在还把牛顿的理论应用到地球周围的大气甚至地壳本身，发现地壳的“潮”大约有1英尺高，而大气的“潮”在一百英尺的高空也是可以看得到的。
3．解释彗星的运动彗星由于其轨道特殊，而且在古代总是意外的出现，它的形状不象一颗晶莹的星而是拖了一个长长的尾巴，我国因此而形象的叫它扫帚星，西方和我国古代的人们都认为它的出现是灾难的预兆。
牛顿用他的天体力学理论论证了彗星也是一种行星，是一种偏心率较大的椭圆轨道上运动的一团云状物质，其运动也服从开普勒三定律。
一般彗星只有在靠近太阳时才能被看见，其长尾巴总是背向太阳，是太阳光压迫的结果。
最明亮的一颗是牛顿的朋友哈雷用牛顿定律首先研究过的，因此命名为哈雷彗星。
他当初研究了1531年、1607年和1682年看见的那些彗星，发现他们的轨道几乎是相同的。
哈雷猜想它们或许是同一个彗星，沿着封闭的轨道运动，约隔75年出现一次，并预言这个彗星将于1757年再次出现。
但哈雷本人没能看到。
后来，哈雷彗星还在1833年和1907年出现过。
4．卫星和行星的摄动月球在轨道上的运动常表现出微小的不规则性，牛顿指出这种不规则性的原因在于太阳对月球的引力以及地球并非是完美的球体。
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所有行星绕恒星或卫星绕行星的运动都可以基本上看成是匀速圆周运动
这时运动的行星或卫星的受力情况也非常简单：它不可能受到弹力或摩擦力
所受到的力只有一种--万有引力
万有引力作为其做圆周运动的向心力
板书：F万=F向
下面我们根据这一基本方法
研究几个天文学的问题
（1）天体质量的计算
但这个分力的大小基本等于物体受到地球的万有引力
如不全面
教师予以补充
）
2.引课提问：根据前面我们所学习的知识
我们知道了所有物体之间都存在着相互作用的万有引力
而且这种万有引力在天体这类质量很大的物体之间是非常巨大的
那么为什么这样巨大的引力没有把天体拉到一起呢？（可由学生讨论
教师归纳总结
在天王星的轨道外侧可能还有一颗行星
它对天王星的引力使天王星的轨道发生偏离
而且人们计算出这颗行星的可能轨道
并且在计算出的位置终于观测到了这颗新的行星
将它命名为海王星
再后
又发现海王星的轨道也与计算值有偏差
人们进一步推测
海王星轨道外侧还有一颗行星
于是用同样的方法发现了冥王星
可见万有引力定律在天文学中的应用价值
如果我们知道了一个卫星绕行星运动的周期
知道了卫星运动的轨道半径
能否求出行星的质量呢？根据研究天体运动的基本方法：万有引力做向心力
F万=F向
根据万有引力定律
我们知道卫星受到行星的引力为：
（指副板书）此时知道卫星的圆周运动周期
其向心力公式用哪个好呢？
（指副板书）于是我们得到
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
代入数据我们可以算出速度为7.9×103m／s
也就是7.9km／s
这个速度称为第一宇宙速度
板书：第一宇宙速度 v=7.9km／s
第一宇宙速度是发射一个物体
使其成为地球卫星的最小速度
某颗卫星运动的轨道半径为r
此卫星质量为m
它受到行星对它的万有引力为
此时需要求卫星的运行速度
其向心力公式用哪个好呢？
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
当卫星速度减小到7.9km／s时
由于此时卫星离地球的距离比刚才大
根据万有引力定律
此时受到的引力比刚才小
仍不能使卫星在此高度绕地球运动
卫星还会继续远离地球
卫星离地面更远了
速度也进一步减小
当速度减小到某一数值时
比如说5km／s时
卫星在这个位置受到的地球引力刚好满足卫星在这个轨道以这个速度运动所需向心力
自制同步卫星模型
四、教学过程
（一）引入新课
1.复习提问：
（1）物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式：
（2）万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？（对学生的回答予以纠正或肯定
）
（3）万有引力和重力的关系是什么？重力加速度的决定式是什么？（学生回答：地球表面物体受到的重力是物体受到地球万有引力的一个分力
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
离行星越近的卫星运动速度越大
这是一个非常有用的结论
希望同学能够给予重视
（3）海王星、冥王星的发现
刚才我们研究的问题只是实际问题的一种近似
实际问题要复杂一些
比如
行星绕太阳的运动轨道并不是正圆
而是椭圆；每颗行星受到的引力也不仅由太阳提供
若以第一宇宙速度发射一个物体
物体将在贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动
若发射速度大于第一宇宙速度
物体将在离地面远些的轨道上做圆周运动
现在同学思考一个问题：刚才我们分析卫星绕行星运行时得到一个结论：卫星轨道离行星越远
其运动速度越小
现在我们又得到一个结论：卫星的发射速度越大
其运行轨道离地面越远
（教师边讲解
边画板图
）
可见万有引力与天体的运动密切联系
我们这节课就要研究万有引力定律在天文学上的应用
板书：万有引力定律在天文学上的应用 人造卫星
（二）教学过程
1.研究天体运动的基本方法
刚才我们分析了行星的运动
发现行星绕恒星做圆周运动
此时
恒星对行星的万有引力是行星做圆周运动的向心力
若在北纬或南纬某地上空真有一颗同步卫星
那么这颗卫星轨道平面的中心应是地轴上的某点
而不是地心
其需要的向心力也指向这一点
而地球所能够提供的引力只能指向地心
所以北纬或南纬某地上空是不可能有同步卫星的
另外由于同步卫星的周期与地球自转周期相同
所以此卫星离地球的距离只能是一个定值
换句话说
所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上
自己收藏引力定律在天文学上的应用 人造卫星的教案示例
一、教学目标
1.通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的研究
使学生初步掌握研究此类问题的基本方法：万有引力作为物体做圆周运动的向心力
卫星将在这个轨道上运动
而此时的运行速度小于第一宇宙速度
所以
第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度
是卫星绕地球运行的最大速度
板书：第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度
是卫星绕地球运行的最大速度
如果物体发射的速度更大
达到或超过11.2km／s时
物体将能够摆脱地球引力的束缚
成为绕太阳运动的行星或飞到其他行星上去
这两者是否矛盾呢？
其实
它们并不矛盾
关键是我们要分清发射速度和运行速度是两个不同的速度：比如我们以10km／s的速度发射一颗卫星
由于发射速度大于7.9km／s
卫星不可能在地球表面飞行
将会远离地球表面
而卫星远离地球表面的过程中
其在垂直地面方向Biblioteka 运动 相当于竖直上抛运动
卫星速度将变小
11.2km／s这个速度称为第二宇宙速度
板书：第二宇宙速度 v=11.2km／s
如果物体的发射速度再大
达到或超过16.7km／s时
物体将能够摆脱太阳引力的束缚
飞到太阳系外
16.7km／s这个速度称为第三宇宙速度
板书：第三宇宙速度 v=16.7km／s
（2）同步通讯卫星
2.使学生对人造地球卫星的发射、运行等状况有初步了解
使多数学生在头脑中建立起较正确的图景
二、重点、难点分析
1.天体运动的向心力是由万有引力提供的
这一思路是本节课的重点
2.第一宇宙速度是卫星发射的最小速度
是卫星运行的最大速度
它们的统一是本节课的难点
三、教具
避免套公式的不良习惯
围绕第一宇宙速度的讨论
让学生形成较正确的卫星运动图景
2.同步卫星模型是用一地球仪改制而成
用一个小球当卫星
小球与地球仪用细线相连
细线的一端可在地球仪的不同纬度处固定
（北京156中学 王勇毅）
是卫星绕地球运行的最大速度
最后我们还了解了通讯卫星的有关情况
本节课我们学习的内容较多
希望及时复习
五、说明
1.设计思路：本节课是一节知识应用与扩展的课程
所以设计时注意加大知识含量
引起学生兴趣
同时注意方法的培养
让学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯
）
因为天体都是运动的
比如恒星附近有一颗行星
它具有一定的速度
根据牛顿第一定律
如果不受外力
它将做匀速直线运动
现在它受到恒星对它的万有引力
将偏离原来的运动方向
这样
它既不能摆脱恒星的控制远离恒星
也不会被恒星吸引到一起
将围绕恒星做圆周运动
此时
行星做圆周运动的向心力由恒星对它的万有引力提供
而为了卫星之间不相互干扰
大约3度角左右才能放置一颗卫星
地球的同步通讯卫星只能有120颗
可见
空间位置也是一种资源
（可视时间让学生推导同步卫星的高度）
（三）课堂小结
本节课我们学习了如何用万有引力定律来研究天体运动的问题；掌握了万有引力是向心力这一研究天体运动的基本方法；了解了卫星的发射与运行的一些情况；知道了第一宇宙速度是卫星发射的最小速度
下面我们再来研究一种卫星--同步通信卫星
这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的角速度相同
所以从地面上看
它总在某地的正上方
因此叫同步卫星
这种卫星一般用于通讯
又叫同步通讯卫星
我们平时看电视实况转播时总听到解说员讲：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
为什么北京上空没有同步卫星呢？大家来看一下模型（出示模型）：
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
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
此时其重力提供了向心力