2019-2020学年高中物理《人造卫星宇宙速度》教案(2)教科版必修2.doc
人造卫星宇宙速度物理教案
一、教学目标：1. 让学生了解人造卫星的基本概念，掌握人造卫星的轨道速度。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 激发学生对宇宙探索的兴趣，培养学生的创新意识。
二、教学内容：1. 人造卫星的定义与分类2. 人造卫星的轨道速度3. 第一宇宙速度与第二宇宙速度4. 人造卫星的轨道稳定性5. 我国人造卫星的发展历程三、教学重点与难点：1. 教学重点：人造卫星的轨道速度、第一宇宙速度与第二宇宙速度的概念及计算。
2. 教学难点：人造卫星轨道稳定性的原理及其应用。
四、教学方法：1. 采用讲授法，讲解人造卫星的基本概念、轨道速度的计算等知识点。
2. 采用案例分析法，分析我国人造卫星的发展历程，增强学生的民族自豪感。
3. 采用问题驱动法，引导学生思考人造卫星轨道稳定性的重要性。
五、教学过程：1. 导入新课：通过展示人造卫星发射的壮观画面，引导学生关注人造卫星及其相关知识。
2. 讲解人造卫星的基本概念，区分不同类型的卫星。
3. 讲解人造卫星的轨道速度，引导学生理解第一宇宙速度与第二宇宙速度的概念。
4. 运用公式计算人造卫星的轨道速度，让学生动手实践，加深对知识点的理解。
5. 分析我国人造卫星的发展历程，激发学生的爱国情怀。
6. 讲解人造卫星轨道稳定性的原理及其应用，引导学生关注卫星导航、通信等技术。
7. 课堂小结：回顾本节课的主要知识点，强调人造卫星轨道速度及稳定性的重要性。
8. 布置作业：让学生结合所学知识，分析实际问题，提高运用物理知识解决实际问题的能力。
六、教学评估：1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对人造卫星基本概念和轨道速度的理解。
2. 练习题：布置有关人造卫星轨道速度计算和轨道稳定性的练习题，以检测学生的掌握情况。
3. 小组讨论：组织学生分组讨论人造卫星在现实生活中的应用，评估学生对知识点的实际应用能力。
七、教学拓展：1. 组织学生参观天文馆或航天博物馆，深入了解人造卫星和相关航天技术。
物理教案-人造卫星 宇宙速度
物理教案－人造卫星宇宙速度一、教学目标：1. 让学生了解人造卫星的基本概念及其在太空中的运动规律。
2. 掌握第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的定义及意义。
3. 能够运用宇宙速度的概念解释一些与卫星相关的现象。
二、教学内容：1. 人造卫星的基本概念：介绍人造卫星的定义、分类及其在地球轨道上的运动。
2. 第一宇宙速度：解释第一宇宙速度的概念，让学生了解其与卫星轨道稳定性的关系。
3. 第二宇宙速度：阐述第二宇宙速度的含义，引导学生认识卫星脱离地球引力束缚的重要性。
4. 第三宇宙速度：讲解第三宇宙速度的定义，让学生掌握卫星逃离太阳系的速度门槛。
5. 宇宙速度在实际应用中的案例分析：分析一些实际案例，让学生了解宇宙速度在航天技术中的重要作用。
三、教学方法：1. 采用讲授法，系统地讲解人造卫星的基本概念、宇宙速度的定义及意义。
2. 利用多媒体演示卫星轨道运动、宇宙速度计算等环节，增强学生的空间想象能力。
3. 案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解宇宙速度在航天技术中的应用。
4. 讨论法：组织学生分组讨论，分享对宇宙速度的理解和感悟。
四、教学准备：1. 多媒体教学设备：用于展示卫星轨道运动、宇宙速度计算等环节。
2. 教学课件：包含人造卫星图片、宇宙速度示意图等。
3. 实际案例资料：用于分析宇宙速度在航天技术中的应用。
五、教学过程：1. 导入新课：简要介绍人造卫星的基本概念，激发学生对宇宙速度的兴趣。
2. 讲解第一宇宙速度：阐述第一宇宙速度的定义，让学生了解其与卫星轨道稳定性的关系。
3. 讲解第二宇宙速度：阐述第二宇宙速度的含义，引导学生认识卫星脱离地球引力束缚的重要性。
4. 讲解第三宇宙速度：讲解第三宇宙速度的定义，让学生掌握卫星逃离太阳系的速度门槛。
5. 案例分析：分析一些实际案例，让学生了解宇宙速度在航天技术中的重要作用。
6. 课堂小结：回顾本节课的主要内容，强调宇宙速度在航天领域的重要性。
7. 布置作业：设计一些有关宇宙速度的练习题，巩固所学知识。
人造卫星宇宙速度教案
人造卫星宇宙速度教案第一章：引言1.1 教学目标让学生了解人造卫星的基本概念。
让学生了解宇宙速度的定义和意义。
1.2 教学内容人造卫星的定义和分类。
宇宙速度的定义和计算公式。
1.3 教学方法采用讲授法，讲解人造卫星的基本概念和宇宙速度的定义。
采用互动法，提问学生关于人造卫星和宇宙速度的知识。
1.4 教学步骤1. 引入话题：提问学生对人造卫星的了解。
2. 讲解人造卫星的定义和分类。
3. 讲解宇宙速度的定义和计算公式。
4. 举例说明宇宙速度在实际应用中的重要性。
5. 提问学生关于人造卫星和宇宙速度的问题，引导学生思考和讨论。
第二章：人造卫星的基本概念2.1 教学目标让学生了解人造卫星的定义和特点。
让学生了解人造卫星的分类和应用。
2.2 教学内容人造卫星的定义和特点。
人造卫星的分类：地球卫星、太阳卫星、行星卫星等。
人造卫星的应用：通信、导航、气象、科研等。
2.3 教学方法采用讲授法，讲解人造卫星的定义和特点。
采用互动法，提问学生关于人造卫星的知识。
2.4 教学步骤1. 讲解人造卫星的定义和特点。
2. 讲解人造卫星的分类和应用。
3. 举例说明人造卫星在不同领域的应用。
4. 提问学生关于人造卫星的知识，引导学生思考和讨论。
第三章：宇宙速度的定义和计算公式3.1 教学目标让学生了解宇宙速度的定义和意义。
让学生掌握宇宙速度的计算公式。
3.2 教学内容宇宙速度的定义和意义。
宇宙速度的计算公式：v = √(GM/r)。
3.3 教学方法采用讲授法，讲解宇宙速度的定义和意义。
采用互动法，提问学生关于宇宙速度的知识。
3.4 教学步骤1. 讲解宇宙速度的定义和意义。
2. 讲解宇宙速度的计算公式：v = √(GM/r)。
3. 举例说明宇宙速度在不同情境下的应用。
4. 提问学生关于宇宙速度的知识，引导学生思考和讨论。
第四章：宇宙速度在实际应用中的重要性4.1 教学目标让学生了解宇宙速度在实际应用中的重要性。
让学生了解宇宙速度在航天工程中的应用。
《人造卫星 宇宙速度》教学设计_高中物理人教版部编本
《人造卫星宇宙速度》教学设计_高中物理人教版部编本编辑短评《人造卫星宇宙速度》教学设计_高中物理人教版部编本能成功地将知识与能力，教学过程与方法，教学重难点、技能、目标结合在一起，为学生的自主学习、探究性学习提供了有效方法。
可供教学参考。
前言下载提示：教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划。
一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。
Download tips:Instructional design is based on the requirements of the curriculum standards and the characteristics of the teaching objects, the orderly arrangement of teaching elements, and the determination of suitable teaching plans and plans. Generally, it includes teaching objectives, key and difficult points of teaching, teaching methods, teaching steps and time allocation.一、设计基本理念与特点学科教学活动要以学生为主体，促进学生知识、技能、品德三维一体的全面发展。
在本节课之前，学生已掌握了平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论，具备了解决问题的基本工具。
教材中把理解人造卫星的发射原理作为重点与难点，但是根据新课程的教学理念主要是培养学生分析为题解决问题的能力，而且近几年的高考也将人造卫星的运动特点分析作为重点。
所以在本届课的教学设计中，笔者大胆的改变传统的教材思路，先分析人造卫星的运行特点，在解释人造卫星的发射原理。
4.人造卫星宇宙速度-教科版必修2教案
4. 人造卫星——宇宙速度-教科版必修2教案一、人造卫星的定义和作用人造卫星是人类发射到地球或其他天体轨道上的机械装置，主要用于科学探测、通信、气象观测、导航定位等领域。
人造卫星的发射和运行需要达到特定的速度和高度条件，通常需要通过火箭运载发射到轨道上。
人造卫星的重要作用有：•科学探测：人造卫星可以探测外层空间的信息、画像、观测和研究宇宙的起源、天体物理、大气层、地球环境等方面的问题。
•通信传输：人造卫星可以提供全球范围内的通讯服务、广播电视信号、多媒体信息、移动通信、卫星导航等服务。
•气象观测：人造卫星可以通过气象遥感技术观测大气层的云层、温度、气压等参数，多普勒气象雷达技术，提高天气预报的准确率。
•导航定位：人造卫星还可以提供精准的卫星导航、地理信息服务，促进国际贸易、交通运输的发展。
二、人造卫星发射需要达到的速度人造卫星进入轨道需要两个速度阶段：离地速度和宇宙速度。
离地速度是指火箭飞行器从地面起飞到地球周围输送燃料的过程，也就是所谓的“脱离地心引力”阶段。
离地速度大小取决于火箭的起飞方式和质量大小，一般约为11km/s。
宇宙速度则是人造卫星在轨道上一直维持的速度，它是指在地球引力场的影响下，在轨道高度上一定距离上保持的最小速度。
宇宙速度的大小取决于人造卫星所处的轨道高度，一般在地球距离太阳平均距离的1/3公里每秒左右，大约为7.9km/s。
三、人造卫星轨道种类和运行方式人造卫星的轨道种类主要包括地球同步轨道、中地轨道、远地点轨道和低轨道。
•地球同步轨道（GEO）：在地球赤道上高度为3.5787万公里处，人造卫星绕地球旋转一周的时间恰好为24小时，与地球自转周期同步，能够与地球赤道上的某一点始终保持相同的位置，以实现卫星上的广播、电话、电视等通信和气象、环境监测等功能。
•中地轨道（MEO）：高度在2000-36000公里之间，主要用于卫星导航、车联网和移动通信等领域。
•远地点轨道（HBO）：高度在36000-400000公里间，适用于科学探测、通讯、观测和卫星导航等领域。
物理教案-人造卫星 宇宙速度
物理教案－人造卫星宇宙速度一、教学目标1.了解人造卫星的发射原理及宇宙速度的概念。
2.掌握第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的计算方法。
3.培养学生的观察能力、分析能力和解决问题的能力。
二、教学重难点1.教学重点：人造卫星的发射原理，宇宙速度的计算方法。
2.教学难点：宇宙速度的推导过程。
三、教学准备1.教具：多媒体设备、PPT、黑板、粉笔。
2.学具：计算器、笔记本、文具。
四、教学过程第一环节：导入1.利用多媒体展示人造卫星的图片，引导学生关注人造卫星的发射。
2.提问：同学们，你们知道人造卫星是如何发射的吗？它和宇宙速度有什么关系？第二环节：探究人造卫星的发射原理1.讲解人造卫星的发射原理，引导学生了解卫星发射的基本过程。
2.展示卫星发射动画，帮助学生形象地理解发射原理。
3.提问：人造卫星发射过程中，为什么需要达到一定的速度？第三环节：讲解宇宙速度的概念1.介绍宇宙速度的定义，引导学生了解宇宙速度的三个级别。
2.分别解释第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念。
3.展示宇宙速度的计算公式，引导学生掌握计算方法。
第四环节：推导宇宙速度1.利用物理公式推导第一宇宙速度，引导学生理解推导过程。
2.讲解第二宇宙速度和第三宇宙速度的推导过程，帮助学生掌握推导方法。
3.提问：同学们，你们能根据推导过程，自己尝试推导出第二宇宙速度和第三宇宙速度吗？第五环节：实例分析1.给出实例，引导学生运用所学知识解决实际问题。
2.讲解实例的解题过程，帮助学生巩固所学知识。
3.提问：同学们，你们还能举出其他关于宇宙速度的应用实例吗？第六环节：课堂小结2.强调宇宙速度在实际应用中的重要性，激发学生的学习兴趣。
3.提问：同学们，你们对本节课的内容有什么疑问或收获？五、作业布置1.复习本节课所学内容，巩固宇宙速度的计算方法。
2.完成课后练习，提高解题能力。
3.深入了解人造卫星的发射过程，拓展知识面。
六、教学反思1.本节课通过引导学生探究人造卫星的发射原理和宇宙速度的计算方法，使学生掌握了相关知识点。
教科版高中物理必修二3.4人造卫星宇宙速度教案
人造卫星宇宙速度
【教学目标】
1．认识人造卫星的有关知识及运动规律。
2．理解人造卫星的发射原理及宇宙速度的推导。
3．结合圆周运动知识求解天体运动的相关物理量。
【教学重点】
1．认识人造卫星的有关知识及运动规律。
2．结合圆周运动知识求解天体运动的相关物理量。
【教学难点】
会理解人造卫星的发射原理及宇宙速度的推导。
【教学过程】
一、情境导入
地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。
你知道是谁率先提出了制造并发射人造地球卫星的设想吗？
二、新知学习
（一）从幻想到现实——人造卫星
1．卫星是一些自然的或人工的在太空中绕行星运动的物体。
2．人造卫星用于通信、导航、侦察、收集气象数据和其他许多领域内的科学研究。
（二）宇宙速度
1．第一宇宙速度：使卫星能环绕地球运行所需的最小发射速度，其大小为v1＝7.9 km/s，又称环绕速度。
2．第二宇宙速度：使人造卫星脱离地球的引力束缚，不再绕地球运行，从地球表面发射所需的最小速度，其大小为v2＝km/s，又称脱离速度。
3．第三宇宙速度：使物体脱离太阳的束缚而飞离太阳系，从地球表面发射所需的最小速度，其大小为v3＝km/s，也叫逃逸速度。
【想一想】
如果要发射一个火星探测器，试问这个探测器将大体以多大的速度从地球上发射？
提示：火星探测器绕火星运动，脱离了地球的束缚，但没有挣脱太阳的束缚，因此它的发射速度应在第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，即11.2 km/s<v<16.7 km/s。
高中物理第三章4人造卫星宇宙速度教案2教科版必修2
第4节人造卫星宇宙速度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最大速度．这个速度也是发射一颗地球人造卫星所具有的最小速度，叫第一宇宙速度．2．播放视频：三颗不同轨道卫星的速度不同学生学习卫星最大的难点在于没有空间整体形象，通过视频、课件让学生建立起地球与卫星之间的立体图景是很重要的．（二）角速度以及角速度的变化同步卫星（ 1 ）同步卫星的高度是确定的： h＝36000 km．（ 2 ）理解同步卫星“同步”的意义．（ 3 ）探究同步卫星的位置．2．观看视频：同步卫星的轨道以及同步卫星的发射．推导之后由学生讨论：角速度随着轨道半径的变化而变化．学生对同步卫星这个词很熟悉，对什么是同步、什么位置可以同步不了解．提出问题：是否可以在北京上空固定一颗同步卫星？（三）周期以及周期的变化周期最小的卫星同时也是速度最大的卫星．2．观看视频：离地面不同高度的卫星速度大小不同，周期不同．3．讨论：线速度、角速度、周期与轨道半径之间的关系：一定四定，一变四变．推导之后由学生讨论：周期随着轨道半径的变化而变化．视频中三颗不同的卫星，轨道半径、线速度、角速度、周期都不同，对同一颗卫星来说，这四个物理量之间有着怎样的关系？五、卫星的发射速度1．讨论卫星是怎样发射出去的？录像显示发射过程很复杂，我们把复杂的技术过程略去，回到基本原理上来，一个物体如何直接告诉学生宇宙速度是发射速度，学生虽然接受，心成为一颗卫星呢？2．牛顿的设想：观看视频．从四条轨迹看，物体成为一颗地球卫星的条件，就是平行于地面发射的速度要足够大．第一宇宙速度： 7.9km /s．第二宇宙速度： 11.2km /s．第三宇宙速度： 16.7km /s．3．观看视频：以不同的速度发射的物体轨迹不同．中的疑虑是很大的，每个卫星发射前的速度不都是零吗？哪个速度才是发射速度呢？六、简述我国航天发展1．图片：嫦娥奔月的轨迹图．2．回顾卫星的发展，展望我国航天事业的未来．卫星的发射有时候要从低轨道通过变轨到高轨道，卫星返回时要从高轨道通过变轨回到低轨道，变轨是怎么实现的呢？教学流程图：学习效果评价：（略．根据实际情况设计，注意可操作性）教学反思：1．卫星问题涉及到发射、变轨和环绕三个环节．课标要求重点在环绕部分，对发射只要求了解三个宇宙速度．随着“神舟五号”、“神舟六号”和“嫦娥一号”发射过程的全方位报导，学生对卫星的了解已经很丰富了．尤其对点火升空、椭圆轨道、变轨等印象深刻．在教学设计中我试着帮助学生把头脑中已有的知识串联起来形成一个较为完整的知识结构．2．对于知识掌握较好的学生，我认为教师的处理应该灵活一些．比如变轨问题，实际是牛顿定律的应用．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
人造卫星宇宙速度物理教案
一、教学目标1. 让学生了解人造卫星的发射原理及其运行机制。
2. 掌握第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念。
3. 能够运用宇宙速度的公式进行简单计算。
4. 培养学生对物理学科的兴趣和探索精神。
二、教学内容1. 人造卫星的发射原理2. 第一宇宙速度的概念及其计算3. 第二宇宙速度的概念及其计算4. 第三宇宙速度的概念及其计算5. 宇宙速度在实际应用中的意义三、教学重点与难点1. 教学重点：人造卫星的发射原理，第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念及其计算。
2. 教学难点：宇宙速度公式的运用和理解。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生思考和探索。
2. 使用多媒体课件，辅助讲解和展示相关概念和图像。
3. 结合实际案例，让学生了解宇宙速度在现实中的应用。
五、教学准备1. 多媒体课件2. 教学素材（相关图片、视频等）3. 黑板、粉笔4. 计算器六、教学过程1. 导入新课：通过展示人造卫星发射的壮观视频，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。
2. 讲解人造卫星的发射原理：介绍火箭升空的过程，讲解卫星如何进入预定轨道。
3. 引入第一宇宙速度：解释第一宇宙速度的概念，展示地球同步轨道和近地轨道的图像，让学生直观地理解。
4. 讲解第一宇宙速度的计算：给出第一宇宙速度的公式，讲解各个参数的含义，并通过示例进行计算。
5. 练习与讨论：让学生分组进行练习，计算不同轨道上的第一宇宙速度，并进行讨论。
6. 引入第二宇宙速度和第三宇宙速度：讲解第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念，展示太阳系内行星的运动图像，引导学生理解。
7. 讲解第二宇宙速度和第三宇宙速度的计算：给出第二宇宙速度和第三宇宙速度的公式，讲解各个参数的含义，并通过示例进行计算。
8. 练习与讨论：让学生分组进行练习，计算不同行星上的第二宇宙速度和第三宇宙速度，并进行讨论。
9. 宇宙速度在实际应用中的意义：介绍宇宙速度在航天技术中的应用，如卫星通信、导航等。
人造卫星宇宙速度物理教案
人造卫星宇宙速度物理教案第一章：引言教学目标：1. 了解人造卫星的基本概念及其在现代科技领域中的应用。
2. 掌握宇宙速度的定义及其与人造卫星运动的关系。
教学内容：1. 人造卫星的定义、分类及其应用。
2. 宇宙速度的概念及其计算公式。
教学过程：1. 引入话题：人造卫星的基本概念及其在现代科技领域中的应用。
2. 讲解人造卫星的分类及其特点。
3. 介绍宇宙速度的定义及其与人造卫星运动的关系。
4. 讲解宇宙速度的计算公式及其应用。
教学评价：1. 学生能准确地描述人造卫星的基本概念及其应用。
2. 学生能理解并掌握宇宙速度的定义及其计算公式。
第二章：人造卫星的轨道教学目标：1. 了解人造卫星轨道的基本概念及其特点。
2. 掌握人造卫星轨道的分类及其计算方法。
教学内容：1. 人造卫星轨道的基本概念及其特点。
2. 人造卫星轨道的分类及其计算方法。
教学过程：1. 引入话题：人造卫星轨道的基本概念及其特点。
2. 讲解人造卫星轨道的分类及其特点。
3. 介绍人造卫星轨道的计算方法及其应用。
教学评价：1. 学生能准确地描述人造卫星轨道的基本概念及其特点。
2. 学生能理解并掌握人造卫星轨道的分类及其计算方法。
第三章：宇宙速度的计算教学目标：1. 掌握宇宙速度的计算公式及其应用。
2. 能够运用宇宙速度计算公式计算不同轨道的人造卫星的宇宙速度。
教学内容：1. 宇宙速度的计算公式及其应用。
2. 不同轨道的人造卫星的宇宙速度计算方法。
教学过程：1. 回顾宇宙速度的定义及其计算公式。
2. 讲解不同轨道的人造卫星的宇宙速度计算方法。
3. 进行实例计算并讨论。
教学评价：1. 学生能理解并掌握宇宙速度的计算公式及其应用。
2. 学生能够运用宇宙速度计算公式计算不同轨道的人造卫星的宇宙速度。
第四章：人造卫星的发射与轨道转移教学目标：1. 了解人造卫星发射的基本原理及其过程。
2. 掌握人造卫星轨道转移的方法及其原理。
教学内容：1. 人造卫星发射的基本原理及其过程。
高中物理《人造卫星宇宙速度》教学设计 教科版必修2-教科版高中必修2物理教案
人造卫星 宇宙速度教学设计课前预习：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．第二宇宙速度是指人造卫星不再绕地球运行，从地球表面发射所需的最小速度，其大小为________．3．第三宇宙速度是指使发射出去的卫星挣脱太阳________的束缚，飞到________外所需要的最小发射速度，其大小为______．4．人造地球卫星绕地球做圆周运动，其所受地球对它的______提供它做圆周运动的向心力，那么有：G Mmr 2＝________＝____________＝__________，由此可得v ＝_____________，ω＝____________，T ＝____________.5．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其环绕速度可以是以下的哪些数据( ) A ．一定等于7.9 km/s B ．等于或小于7.9 km/s C ．一定大于7.9 km/s D ．介于7.9 km/s ～11.2 km/s6．关于第一宇宙速度，以下表达正确的选项是( ) A ．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B ．它是近地圆轨道上人造卫星运行的速度 C ．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D ．它是人造卫星发射时的最大速度7．假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，且仍做圆周运动， 那么以下说法正确的选项是( )①根据公式v ＝ωr 可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍 ②根据公式F ＝mv 2r可知卫星所需的向心力将减小到原来的12 ③根据公式F ＝GMmr 2，可知地球提供的向心力将减小到原来的14 ④根据上述②和③给出的公式，可知卫星运行的线速度将减小到原来的22A ．①③B ．②③C ．②④D ．③④课堂探究：〔学生看书，讨论，做题，总结〕 知识点一 第一宇宙速度 1．以下表述正确的选项是( ) A ．第一宇宙速度又叫环绕速度 B ．第一宇宙速度又叫脱离速度 C ．第一宇宙速度跟地球的质量无关 D ．第一宇宙速度跟地球的半径无关2．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒〞——中子星．中子星的半径较小，一般在7～20 km ，但它的密度大得惊人．假设某中子星的半径为10 km ，密度为 1.2×1017kg/m 3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为( ) A ．7.9 km/sB ．16.7 km/sC ．2.9×104 km/sD ．5.8×104km/s知识点二 人造地球卫星的运行规律3．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R ，线速度为v ，周期为T ，假设使该卫星的周期变为2T ，可行的办法是( ) A ．R 不变，线速度变为v2B ．v 不变，使轨道半径变为2RC ．轨道半径变为34R D ．v 不变，使轨道半径变为R24．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：(1)卫星运动的线速度；(2)卫星运动的周期．知识点三地球同步卫星5．关于地球同步卫星，以下说法正确的选项是( )A．它的周期与地球自转周期相同B．它的周期、高度、速度大小都是一定的C．我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空D．我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空6．据报道，我国的数据中继卫星“天链一号01星〞于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星〞，以下说法正确的选项是( )A．运行速度大于7.9 km/sB．离地面高度一定，相对地面静止C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等[方法技巧练]卫星变轨问题的分析方法7．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2 运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图1所示，那么当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的选项是( )图1A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1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点时的加速度8．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，以下说法正确的选项是( ) 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课后巩固练习：1．在正绕地球运行的人造卫星系统内，以下仪器还可以使用的有( )A．天平B．弹簧测力计C．密度计D．气压计2．可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道( )A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对于地球表面是运动的3．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，那么变轨后与变轨前相比( )A．轨道半径变小B．向心加速度变小C．线速度变小D．角速度变小4．假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的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( )A.2倍B．1/2倍C．1/2倍D．2倍5.图21970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造卫星“东方红一号〞发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．“东方红一号〞的运行轨道为椭圆轨道，如图2所示，其近地点M和远地点N的高度分别为439 km和2 384 km，那么( )A．卫星在M点的速度小于N点的速度B．卫星在M点的角速度大于N点的角速度C．卫星在M点的加速度大于N点的加速度D．卫星在N点的速度大于7.9 km/s6．如图3所示，图3a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星．a、b质量相同，且小于c 的质量，以下判断正确的选项是( )A．b、c的线速度大小相等，且大于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7．由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的( )A．质量可以不同B．轨道半径可以不同C．轨道平面可以不同D．速率可以不同8．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的．木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，那么木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为( )A．0.19 B．0.44 C．2.3 D．5.29．2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙—2251〞卫星和美国的“铱—33〞卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞，这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件．碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境．假定有甲、乙两块碎片绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，那么以下说法中正确的选项是( )A．甲的运行周期一定比乙的长B．甲距地面的高度一定比乙的高C．甲的向心力一定比乙的小D．甲的加速度一定比乙的大图410．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图4所示．关于航天飞机的运动，以下说法中正确的有( )A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度题12345678910 号答案11.1990年3月，中国紫金山天文台将1965年9月20日发现的第753号小行星命名为吴健雄星，其直径为32 km.如果该小行星的密度和地球相同，求该小行星的第一宇宙速度．(地球半径R0＝6 400 km，地球的第一宇宙速度v0取8 km/s.)图512．如图5所示，A是地球的同步卫星．另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O 为地球中心．(1)求卫星B的运行周期．(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，那么至少经过多长时间，他们再一次相距最近？人造卫星 宇宙速度课前预习练1．近地轨道 最大环绕 最小 7.9 km/s 2．11.2 km/s3．引力 太阳系 16.7 km/s4．引力 m v 2r mω2r m (2πT)2rGMr GM r 32πr 3GM5．B6．BC [第一宇宙速度是指卫星围绕天体表面做匀速圆周运动的线速度，满足关系GMm R 2＝m v 2R ，即v ＝GMR，由该式知，它是最大的环绕速度；卫星发射得越高，需要的发射速度越大，故第一宇宙速度等于最小发射速度的数值，因此B 、C 正确．]7．D [人造卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，由F＝G Mm r 2知轨道半径增大到原来的2倍，卫星所需的向心力将变为原来的14，②错误，③正确；由G Mm r 2＝m v 2r得v ＝GM r ，知r 增加到原来的2倍时，速度变为原来的22，①错误，④正确，应选D.]课堂探究练1．A [第一宇宙速度又叫环绕速度，A 对，B 错．根据G Mm R 2＝m v 2R可知环绕速度与地球的质量和半径有关，C 、D 错．]2．D [中子星上的第一宇宙速度即为它表面处的卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径近似地认为是该中子星的半径，且中子星对卫星的万有引力充当向心力，由G Mm r 2＝m v 2r ，得v ＝GMr，又M ＝ρV ＝ρ4πr33，得v ＝r4πGρ3＝1×104×4×3.14×6.67×10－11×1.2×10173m/s ＝5.8×107m/s.]点评 第一宇宙速度是卫星紧贴星球表面运行时的环绕速度，由卫星所受万有引力充当向心力即G Mm r 2＝m v 2r便可求得v ＝GMr. 3．C [由GMm R 2＝mR 4π2T2得，T ＝4π2R3GM＝2πR 3GM ，因为T ′＝2T ＝2πR ′3GM，解得R ′＝34R ，应选C.]4．(1)gR2(2)4π2Rg解析 (1)人造地球卫星受到的地球对它的引力提供向心力，那么GMm 2R 2＝mv 22R在地面，物体所受重力等于万有引力，GMmR 2＝mg 两式联立解得v ＝gR2.(2)T ＝2πr v＝2π·2R gR2＝4π2R g.5．ABD6．BC [由题意知，定点后的“天链一号01星〞是同步卫星，即T ＝24 h ．由GMm r 2＝mv 2r＝mω2r ＝m4π2T 2r ＝ma ，得：v ＝GMr ，运行速度应小于第一宇宙速度，A 错误．r ＝3GMT 24π2，由于T 一定，故r 一定，所以离地高度一定，B 正确．由ω＝2πT，T 同<T 月，ω同>ω月，C正确．a ＝rω2＝r (2πT)2.赤道上物体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，D 错误．]7．BD [此题主要考查人造地球卫星的运动，尤其是考查了地球同步卫星的发射过程，对考生理解物理模型有很高的要求．由G Mm r 2＝m v 2r得，v ＝GM r .因为r 3>r 1，所以v 3<v 1.由G Mm r 2＝mω2r 得，ω＝GMr 3.因为r 3>r 1，所以ω3<ω1.卫星在轨道1上经Q 点时的加速度为地球引力产生的加速度，而在轨道2上经过Q 点时，也只有地球引力产生加速度，故应相等．同理，卫星在轨道2上经P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度．]8．B [当宇宙飞船加速时，它所需向心力增大，因此飞船做离心运动，轨道半径增大，由此知A 错误，B 正确；由式子T ＝2πr 3GM 可知，r 增大，T 增大，故C 错误；由于a ＝GM r2，r 增大，a 变小，D 错误．]课后巩固练1．B [绕地球飞行的人造卫星及其内所有物体均处于完全失重状态，故在卫星内部，一切由重力引起的物理现象不再发生或由重力平衡原理制成的仪器不能再使用．故天平、密度计、气压计不能再用，而弹簧测力计的原理是胡克定律，它可以正常使用，B 项正确．]2．CD [发射人造地球卫星，必须使卫星受到的地球对它的万有引力提供向心力，所以不可能与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面同心圆，因为此时卫星受的万有引力与轨道半径有一非零度的夹角，所以A 错．由于地球自转与卫星轨道面重合的经线不断变化，所以B 错．C 项是可以的，D 项也是可以的，只是卫星不再是地球同步卫星．]3．A [由G Mm r 2＝m 4π2rT 2知T ＝2πr 3GM，变轨后T 减小，那么r 减小，应选项A 正确；由G Mm r 2＝ma ，知r 减小，a 变大，应选项B 错误；由G Mm r 2＝m v 2r知v ＝GMr，r 减小，v 变大，应选项C 错误；由ω＝2πT知T 减小，ω变大，应选项D 错误．]4．B [因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度，此时卫星的轨道半径近似的认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力．故公式G Mm R 2＝mv 2R 成立，解得v ＝GM R ，因此，当M 不变，R 增加为2R 时，v 减小为原来的12倍，即选项B 正确．] 5．BC [根据GMm r 2＝ma ＝m v 2r ，得在M 点速度大于在N 点速度，A 错误，C 正确；根据GMm r2＝mω2r 得ω＝GMr 3，知B 正确；7.9 km/s 是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，故D 错误．]6．BD [由v ＝GM r 可知：v a >v b ＝v c ，所以A 错．由G Mm r 2＝mr (2πT)2可知半径r 越大，周期越长，B 正确．由a ＝G M r 2可知C 错．由F ＝m v 2r可知：b 所需的向心力最小，D 正确．]7．A [同步卫星运行时，万有引力提供向心力，GMm r 2＝m 4π2T 2r ＝m v 2r ，故有r 3T 2＝GM4π2，v＝GMr，由于同步卫星的运行周期与地球自转周期相同，故同步卫星的轨道半径大小是确定的，速度v 也是确定的，同步卫星的质量可以不同．要想使卫星与地球自转同步，轨道平面一定是赤道平面．故只有选项A 正确．]8．B [由万有引力定律和圆周运动知识G Mm r 2＝m v 2r，可得v ＝GMr，所以木星与地球绕太阳运动的线速度之比v 1v 2＝r 2r 1＝0.44，B 正确．] 9．D [甲的速率大，由v ＝GMr可知，甲碎片的轨道半径小，故B 错；由公式T ＝2πr 3GM可知甲的周期小，故A 错；由于未知两碎片的质量，无法判断向心力的大小，故C 错；碎片的加速度是指万有引力加速度，由GMm r 2＝ma 得GMr2＝a ，可知甲的加速度比乙的大，故D 对．]10．ABC [根据开普勒第二定律，近地点的速度大于远地点的速度，A 正确．由Ⅰ轨道变到Ⅱ轨道要减速，所以B 正确．根据开普勒第三定律，r 3T2＝k ，r Ⅱ<r Ⅰ，所以T Ⅱ<T Ⅰ，C 正确．根据G Mm r 2＝ma 得：a ＝GM r2，故在轨道Ⅰ和Ⅱ上经过A 点时的加速度相等，D 错误．]11．20 m/s解析 由万有引力充当向心力，得对小行星：GM 1m 1R 21＝m 1v 21R 1①ρ1＝M 143πR 31②对地球：GM 2m 2R 22＝m 2v 22R 2③ρ2＝M 243πR 32④由①/③得M 1R 1·R 2M 2＝v 21v 22⑤而②/④可得M 1∶M 2＝R 31∶R 32⑥同理⑤/⑥得v 1∶v 2＝R 1∶R 2因R 2＝R 0＝6 400 km ，v 2＝v 0＝8 km/s ，R 1＝16 km.所以v 1＝R 1R 2·v 2＝166 400×8 000 m/s＝20 m/s.12．(1)2πR ＋h3gR 2(2)2πgR 2R ＋h3－ω0解析 (1)由万有引力定律和向心力公式得GMm R ＋h2＝m4π2T 2B(R ＋h ) ①又在地球表面有GMm 0R 2＝m 0g ②联立①②解得T B ＝2πR ＋h 3gR 2. (2)依题意有(ωB －ω0)t ＝2π ③ 又ωB ＝2πT B＝gR 2R ＋h3④联立③④解得t ＝2πgR 2R ＋h3－ω0.。
高中物理必修二教案-3.4 人造卫星 宇宙速度2-教科版
《人造卫星宇宙速度》一．设计思想在以往的关于人造卫星的教学中，由于不少新名词的介绍方法比较刻板，条框化，数据化，同时缺乏直观性，常常给学生一种这些知识离自己很遥远的感觉。
在看到一些数据时毫无亲切感，只能死记硬背。
而近年来，我国航天事业取得了一系列的高速的发展。
航天离我们越来越近。
因此在设计这堂课时，教师充分利用多媒体的直观性，从生活入手，从身边入手引发学生兴趣并使之成为课堂的参与者。
使得学生觉得在学习就在自己身边发生的很实际的一些有用的物理知识，从而提高学习的有效性。
二．教学目标（一）知识与技能1．了解人造卫星的发射原理2．知道宇宙第一、第二、第三速度会计算卫星的环绕速度与运行周期（二）过程与方法1．了解并体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用2．通过对万有引力定律在人造卫星上的重要作用,体会科学定律和科学探究的意义（三）情感态度与价值观1．培养学生对科学的好奇心和学习物理知识的求知欲,2．了解我国航天事业的发展,进行爱国主义教育.三、教学重难点1.教学重点:培养学生对万有引力定律的应用能力2.教学难点:人造卫星的运行速度和周期的计算四、教学设计流程图五、教学过程:引入新课：1.看系列图片：（各种卫星拍摄的图片）伊朗核设施、天安门、曼哈顿、月表图片（嫦娥一号发回的）、在月球南极拍摄的“地落”照片、动态气象云图（视频：中央气象预报的气象云图）。
[问]以上图片和动态云图是在什么位置借用什么设备拍摄的？[答]是借用卫星拍摄的。
[展示GPS实物]提问GPS的工作原理是什么呢？[视频]GPS的一段广告片[问]你认为里面的关键词是什么？[答]三颗卫星、全球定位[播放] 《东方红》乐曲录音并提问学生：这首乐曲的名字？[讲述]这首乐曲曾在20世纪七十年代响遍大江南北，响彻宇宙太空，有谁知道它发自何处？[图片]东方红一号卫星[视频]东方红一号卫星的发射[问]第一颗人造卫星是哪国何时发射的？[答]苏联“斯普特尼克”（sputnik）（俄文中：旅伴。
物理教案-人造卫星 宇宙速度
物理教案－人造卫星宇宙速度一、教学目标1. 让学生了解人造卫星的定义和分类。
2. 掌握第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念。
3. 理解宇宙速度在发射卫星和载人航天中的重要性。
4. 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. 人造卫星的定义和分类2. 第一宇宙速度3. 第二宇宙速度4. 第三宇宙速度5. 宇宙速度在实际应用中的意义三、教学重点与难点1. 教学重点：人造卫星的定义和分类，第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念及应用。
2. 教学难点：第一宇宙速度的计算和理解，宇宙速度在实际应用中的意义。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解人造卫星的定义、分类和宇宙速度的概念。
2. 利用多媒体演示，让学生直观地了解卫星轨道和宇宙速度。
3. 结合实际案例，分析宇宙速度在发射卫星和载人航天中的重要性。
4. 开展小组讨论，培养学生合作学习和思考问题的能力。
五、教学过程1. 引入新课：通过讲解卫星发射的实例，引导学生了解人造卫星及其重要性。
2. 讲解人造卫星的定义和分类：介绍地球卫星、月球卫星、行星卫星等不同类型的卫星。
3. 讲解第一宇宙速度：解释第一宇宙速度的概念，并通过公式进行计算。
4. 讲解第二宇宙速度和第三宇宙速度：介绍第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念。
5. 结合实际案例，讲解宇宙速度在发射卫星和载人航天中的重要性。
6. 开展小组讨论：让学生探讨宇宙速度在实际应用中的其他可能性。
7. 总结本节课的主要内容，布置课后作业。
课后作业：1. 复习人造卫星的定义和分类。
2. 复习第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念及计算公式。
3. 结合实际情况，思考宇宙速度在发射卫星和载人航天中的应用。
六、教学评价1. 评价学生对人造卫星定义和分类的理解。
2. 评价学生对第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的掌握程度。
3. 评价学生对宇宙速度在实际应用中的认识。
4. 评价学生在小组讨论中的表现，包括合作学习和思考问题的能力。
人造卫星宇宙速度教案
人造卫星宇宙速度教案一、教学目标：1. 让学生了解人造卫星的基本概念，知道人造卫星是如何进入太空的。
2. 让学生理解宇宙速度的概念，掌握计算人造卫星轨道速度的方法。
3. 培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。
二、教学重点与难点：1. 教学重点：人造卫星的基本概念，宇宙速度的计算方法。
2. 教学难点：宇宙速度的计算及应用。
三、教学准备：1. 教师准备：教材、教案、多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学生准备：预习教材，了解人造卫星的基本概念。
四、教学过程：1. 导入新课：通过展示人造卫星发射的视频，引导学生关注人造卫星及其发射过程。
2. 讲授新课：（1）介绍人造卫星的基本概念，解释人造卫星是如何进入太空的。
（2）讲解宇宙速度的定义，阐述宇宙速度与人造卫星轨道速度的关系。
（3）引导学生掌握计算人造卫星轨道速度的方法。
3. 课堂互动：（1）提问：什么是人造卫星？人造卫星是如何进入太空的？（2）提问：什么是宇宙速度？为什么说它是人造卫星进入轨道的关键？（3）提问：如何计算人造卫星的轨道速度？4. 巩固知识：（1）让学生运用所学知识，计算特定的人造卫星轨道速度。
（2）讨论：为什么人造卫星的轨道速度与人造卫星的质量、发射高度有关？5. 课堂小结：总结本节课的主要内容，强调人造卫星的基本概念和宇宙速度的重要性。
五、课后作业：1. 请学生运用所学知识，计算一颗人造卫星的轨道速度。
2. 请学生查阅资料，了解我国人造卫星的发展历程。
3. 思考题：如何提高人造卫星的轨道速度？请从理论上进行分析。
六、教学拓展：1. 介绍不同类型的人造卫星及其应用领域，如地球观测卫星、通信卫星、导航卫星等。
2. 讲解人造卫星发射过程中的关键环节，如火箭发射、卫星入轨等。
3. 引导学生关注我国人造卫星的发展动态，了解我国在航天领域的成就。
七、实例分析：1. 以我国嫦娥系列月球探测卫星为例，分析其轨道速度的计算方法及实际应用。
2. 以我国北斗导航卫星为例，讲解其轨道速度与人造卫星发射高度、质量的关系。
高中物理：3.4《人造卫星 宇宙速度》教案(教科版必修2)
第三章 §3.4人造卫星 宇宙速度 探究案一、学始于疑———我思考，我收获现代人类生活在很多方面都要依赖人造卫星。
那么我们是怎样将地球上的设备变成一颗人造卫星的呢？二、质疑探究 ———质疑解惑，合作探究★探究点一 人造卫星的发射和宇宙速度牛顿在揭示了万有引力定律之后，又描绘了人造卫星的原理：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。
请你替牛顿算一算，至少需要多大的速度v 1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？（已知地球半径R =6400km 、地球质量M =6x1024 kg 、G =6.67x10-11 N m 2/kg 2 g =9.8m/s 2 ）小结提升：向高轨道发射卫星，火箭克服地球引力所消耗的能量就更多，所以这个速度是使卫星能环绕地球运行所需的最小发射速度，称为第一宇宙速度。
它也是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为“环绕速度”。
v 1=7.9 km/s 。
拓展:如果此时的发射速度大于v 1 ，物体将会做什么运动？小结：第二宇宙速度：使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度，v ２=１１.２ km/s 。
第三宇宙速度：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。
V ３=１６.７ km/s 。
★探究点二 人造卫星的运行（重点）１. 人造卫星的运行轨道的特征：人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的 ，人造卫星作圆周运动的向心力由 提供。
所以人造卫星的圆形轨道的圆心一定是 。
２. a 、b 、c 三颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径不同,比较它们的向心加速度a n 、线速度v 、角速度ω 、周期T 的大小。
如果C 的速度增加，能否与同轨道的b 相撞。
小结提升：由此可得，第一宇宙速度是最大的运行速度。
高中物理《人造卫星宇宙速度》教案(2)教科版必修2-教科版高中必修2物理教案
人造卫星宇宙速度设计思想：本节内容是万有引力定律应用的重点内容，是匀速圆周运动和万有引力定律的结合。
通过本节的学习，树立万有引力定律在天体运动中应用的基本思想，理清各物理量之间的关系，把握求解天体运动问题的基本思路和方法。
在设计思想上力求起点低，更直观，表达新课标的理念。
让学生充分参与课堂教学，真正成为课堂的主体。
教学方法：讲授、讨论并辅以多媒体演示以及网络环境下的自学等多种形式的教学方法，表达STS教育和综合化思路，有效地利用各种教学手段，丰富学生的学习方法，优化教学过程。
本节课的难点是第一宇宙速度的推导，先给学生一个物理情境，去推导一个运行速度，然后在辅以第一宇宙速度的概念，再去讨论第一宇宙速度的意义，这样学生更容易掌握，理解，更容易突破难点。
一、教学目标〔一〕知识与技能1了解人造卫星的发射与运行原理,知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度2通过了解人造卫星的运行原理,认识万有引力定律对科学发展所起的作用,培养学生科学服务于人类的意识.〔二〕过程与方法i1体验概念的形成过程2培养学生自学和应用网络资源的能力。
3通过万有引力推导第一宇宙速度，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力〔三〕情感、态度与价值观：1通过介绍我国在卫星方面的知识，激发学生的爱国情怀2感知人类探索宇宙的梦想，促使学生形成为献身科学的人生价值观。
3理解科学技术与社会的互动关系，同时培养学生科学的某某意识。
二、教学重点与难点教学重点：人造卫星的发射和运行原理教学难点：第一宇宙速度的推导三教学内容的变化1教学要求的区别旧教材新教材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1了解人造卫星的发射与运行原理，知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度2通过了解人造卫星的运行原理，认识万有引力定律对科学发展所起的作用，培养学生科学服务于人类的意识.2引入的区别旧教材：演示牛顿设想原理图。
由于抛出速度不同，物体的落点也不同。
高中物理第三章4人造卫星宇宙速度教案1教科版必修2
第4节人造卫星宇宙速度本节教材分析（1）三维目标一、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．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系．4．了解地球同步卫星的规律．二、过程与方法1．运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．通过对人造卫星的加速度、速度、角速度、周期与轨道半径关系的讨论，进一步理解卫星运行的有关规律．三、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观价值观．（2）教学重点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（3）教学难点沿椭圆轨道运行的卫星按照圆周运动处理，卫星的最大环绕速度是最小发射速度．（4）教学建议本节课要求学生会计算人造卫星的环绕速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度．本节是第四节，万有引力定律、圆周运动、天体运动都已经讲过，从知识上讲学生运用牛顿第二定律直接推导出卫星的速度并不是一件困难的事情．实际上学生遇到卫星问题时总是感到困难和无从下手．究其根源是因为学生对地球、卫星的空间关系不清楚，学生无法从自己站立的一个小小的角落体会巨大空间中发生的事情．因此，用各种视频、课件和图片帮助学生建立空间的概念是十分必要的，有了空间的图景，对问题的认识和思考就有了依托．所以，本节课我使用了大量的图片和视频来模拟、展示，让学生有比较深刻的感性认识．本节课是万有引力定律的应用，教材的重点是卫星速度的推导过程和三个宇宙速度．如果卫星环绕地球的轨道是圆周，万有引力提供向心力，直接应用牛顿第二定律即可解决．大多数卫星围绕地球运动的轨道是椭圆，将椭圆轨道近似按照圆轨道处理．这里学生会存疑，所以后面设计了一个神舟五号的问题，使学生感受这种近似是可信的．三个宇宙速度指的是发射速度，让学生感受牛顿的猜想，思考牛顿所说的速度很大指的是哪个速度．观看发射过程，找出牛顿说的那个速度在哪个位置．同步卫星学生是知道的，但是对于“同步”的含义及如何使卫星与地球同步是学生所不熟悉的，通过观察视频模拟同步卫星，让学生体会和建立起同步卫星与地球的空间位置．新课导入设计导入一导入二过程1．设计问题情境，复习知识，应用万有引力定律解决问题①观看视频资料“土星的光环”②教师提问：“试用力学方法判定土星的光环究竟是土星物质的外延还是绕土星的卫星带？”这个问题由学生讨论，分别请学生提出自己的方案并加以解释：如果是连续物，则这些物体做匀速圆周运动的线速度与半径成正比，如果是卫星，则这些物体做匀速圆周运动的线速度与半径的平方根成反比．③教师给出结论：通过观察，发现光环是土星的卫星带．设计意图：通过这一环节，学生利用已有知识解决教师设定的问题，即复习了万有引力定律，新课打好知识基础，又激发起学生学习知识、解决问题的欲望．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2019-2020学年高中物理《人造卫星宇宙速度》教案（2）教科版必
修2
设计思想：
本节内容是万有引力定律应用的重点内容，是匀速圆周运动和万有引力定律的结合。
通过本节的学习，树立万有引力定律在天体运动中应用的基本思想，理清各物理量之间的关系，把握求解天体运动问题的基本思路和方法。
在设计思想上力求起点低，更直观，体现新课标的理念。
让学生充分参与课堂教学，真正成为课堂的主体。
教学方法：讲授、讨论并辅以多媒体演示以及网络环境下的自学等多种形式的教学方法，体现STS教育和综合化思路，有效地利用各种教学手段，丰富学生的学习方法，优化教学过程。
本节课的难点是第一宇宙速度的推导，先给学生一个物理情境，去推导一个运行速度，然后在辅以第一宇宙速度的概念，再去讨论第一宇宙速度的意义，这样学生更容易掌握，理解，更容易突破难点。
一、教学目标
（一）知识与技能
1了解人造卫星的发射与运行原理,知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度
2通过了解人造卫星的运行原理,认识万有引力定律对科学发展所起的作用,培养学生科学服务于人类的意识.
（二）过程与方法i
1体验概念的形成过程
2培养学生自学和应用网络资源的能力。
3通过万有引力推导第一宇宙速度，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力
（三）情感、态度与价值观：
1通过介绍我国在卫星方面的知识，激发学生的爱国情怀
2感知人类探索宇宙的梦想，促使学生形成为献身科学的人生价值观。
3理解科学技术与社会的互动关系，同时培养学生科学的民主意识。
二、教学重点与难点
教学重点：人造卫星的发射和运行原理
教学难点：第一宇宙速度的推导
三教学内容的变化
1教学要求的区别
旧教材：演示牛顿设想原理图。
由于抛出速度不同，物体的落点也不同。
当抛出速度达到一定大小，物体就不会落回地面，而是在引力作用下绕地球旋转，成为绕地球运动的人造卫星。
那么，速度多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的卫星呢？
新教材：通过短片，图片，影象资料引入，更容易激发学生对本节内容的兴趣。
3旧教材中只有两副图，显得呆板，而新教材中有五副图且画面色彩丰富，更容易激发学生的兴趣并引起学生的注意。
4课后练习
旧教材从知识上来讲更容易，但与实际生活脱离较远
新教材课后作业稍难，但与实际联系更紧密。
5旧教材的课后阅读材料是《黑洞》
新教材的课后阅读材料是《同步卫星》从难度上来讲降低了。
并详实的介绍了同步卫星的基本参数，以及同步卫星的发射方法，开拓了学生视野，提高了学生的求知欲，提高了学生对科学发展的探索兴趣，发展了自主学习的能力，体现了新课标的总体目标要求。
6其他
新教材后多了《实验室》让学生了解在人造卫星上进行的微重力条件下的实验，在你已有的科学知识范围内（不限于物理学科），设计一套在人造卫星或宇宙飞船上进行微观重力条件下实验的方案，并说明基本原理。
给学生留有非常大的发挥空间，培养学生科学服务于人类的意识。
新教材后还有物理在线，请通过互联网了解经典力学对航天技术发展的贡献，收集世界与我国航天技术发展的历史和前景资料，特别是有关我国2003年10月15-16日“神舟”5号载人航天成功及登月计划的资料，体现STS教育和综合化的思路，有效合理地应用各种教育教学手段，丰富学生的学习方式，优化教学过程。
四、教学方法与学习策略建议
一、引入：通过展示播放flash短片《嫦蛾奔月》，那只是一个美丽的传说，并展示图片，播放影象资料，展现人造卫星的发射、运行情况，结合情景介绍人造卫星发射和应用的历史，
激发学生学习本节内容的兴趣。
二、新课教学
1通过展示的大量图片并结合书使学生明确什么是人造卫星（了解第一颗人造地球卫星，并通过PPT展示）
2如果忽略空气的阻力，被发射的人造卫星的质量为m，地球的质量为mE，人造卫星到地心的距离为h，人造卫星沿圆轨道绕地球飞行的速度为v应该是多少？
然后由学生根据圆周运动的规律和万有引力定律计算一个卫星的运行速度。
讨论结果：1结论中每个物理量的意义
2这个运行速度与卫星的质量的关系
3从表达式中得出运行速度与哪些物理量有关。
4由学生回答如果h=地球的半径r，这时的v表示什么意义？这是怎样的一种运
动？从而得出第一宇宙速度的概念。
并在此提醒学生在地球表面附近地球对物
体的引力还可以近似表示为mg，由学生自己推倒第一宇宙速度的另一个表达
式。
5强调第一宇宙速度时最小的发射速度，是最大的环绕速度。
3教师可启发，除了第一宇宙速度，有没有第二、第三宇宙速度呢？学生可上网
查询，并由学生自己归纳总结第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念。
强调第二
宇宙速度是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度，第三宇宙速度是卫星挣脱太阳
束缚的最小发射速度。
三、介绍我国的中国人造卫星的发展（神舟五号嫦蛾一号），激发学生的爱国情怀
四、练习与评价
1课后第2、3题
2巩固练习：一颗在圆形轨道上运行的地球人造卫星，轨道半径为r运行速度为v，问：当半径变为2r时，它的线速度变为多大？
五、课外阅读：同步卫星
由学生上网查询同步卫星的资料，了解同步卫星的运行特点，并提出如何计算同步卫星的运行高度。
同步卫星的轨道有什么特点？同步卫星有哪些重要应用？
五、课堂评价建议
（A较好 B一般 C较差）
1学生对知识技能掌握的情况
2学生在认知活动中的参与水平
3分析综合能力、语言表达能力、合作精神与能力的情况
六、建议课时安排：2课时
评价：
教学目标的确定上，符合新课标的要求，符合学生的实际情况，在教学过程的设计上，引入部分应用了大量的卫星图片，充分利用了现代化的教学手段，使学生对卫星有了直观感性的认识，增强了学生的学习兴趣。
在新课教学的设计上，以问题为主导，起点低，步步递进，体现新课标的理念。
能让学生充分参与课堂教学，真正成为课堂的主体。
在课外阅读部分，由学生上网查询同步卫星的资料，了解同步卫星的运行特点，并提出如何计算同步卫星的运行高度。
同步卫星的轨道有什么特点，同步卫星有哪些重要应用。
在这一过程中，可以增强学生的参与意识，提高学生主观能动性，使学生对现代科学技术有了更多的了解，增强学生学习兴趣。