高一物理教案6.5宇宙航行教案
高中物理《宇宙航行》教案
高中物理《宇宙航行》教案一. 教学目标：1. 了解太空飞行的发展历程和技术；2. 了解宇宙中的各种天体和宇宙现象；3. 能够理解宇宙探测器的工作原理和任务。
二. 教学内容：1. 太空飞行的历史和技术2. 宇宙中的天体和现象3. 宇宙探测器的工作原理和任务三. 教学方法：讲授、讨论、实验、课件展示等多种形式相结合。
四. 教学重点：太空飞行的历史和技术；宇宙中的天体和现象。
五. 教学难点：宇宙探测器的工作原理和任务。
六. 教学过程：一、导入使用PPT给学生展示一些关于宇宙探索的图片和资料，让学生对宇宙探索有一个初步的认识。
二、知识讲解A. 太空飞行的历史和技术1. 太空飞行的历史让学生了解人类的太空探索历史，并介绍一些重要的太空飞行任务，如阿波罗登月计划、国际空间站等。
2. 太空飞行的技术讲解一些太空飞行的技术，如火箭发射、轨道控制、航天器的设计等。
B. 宇宙中的天体和现象1. 星系和恒星介绍宇宙中的星系和恒星，让学生了解它们的组成和特点。
2. 星云和行星讲解宇宙中的星云和行星，让学生了解它们的形成和演化。
3. 黑洞和宇宙射线介绍一些宇宙现象，如黑洞和宇宙射线，让学生了解它们的特点和研究方法。
C. 宇宙探测器的工作原理和任务1. 探测器的工作原理讲解探测器的构造和工作原理，介绍一些探测器的传感器和器材，如光学望远镜、太阳能电池等。
2. 探测器的任务介绍一些探测器的任务，如人类登陆火星、观测黑洞、跟踪流星等。
三、实验演示使用PPT和实验演示，让学生了解一些宇宙探索中的实验和研究方法，如望远镜观测、模拟太空环境等。
四、总结通过总结，让学生对所学内容有一个初步的了解和认识。
五、作业1. 以宇宙探索为主题，写一篇文章。
2. 尝试模拟实验室中的一些宇宙探索实验。
六、板书设计宇宙探索1. 太空飞行的历史和技术2. 宇宙中的天体和现象3. 宇宙探测器的工作原理和任务七、教学反思：此次教学通过PPT、实验演示、讨论等多种形式相结合，使学生能够更好地了解太空飞行的发展历程和技术，同时也让学生对宇宙中的各种天体和宇宙现象有了初步了解。
人教版 高中物理宇宙航行教案
人教版高中物理宇宙航行教案一、教学目标1. 让学生了解和掌握宇宙的基本概念，如星系、恒星、行星等。
2. 使学生理解和掌握宇宙航行的基本原理，如相对论、暗物质、暗能量等。
3. 培养学生的科学思维和实验操作能力，通过观察星空、分析天文数据等方式，提高学生对宇宙的认知。
二、教学内容1. 宇宙的基本概念：介绍星系、恒星、行星等的基本特征和分类。
2. 宇宙航行的基本原理：讲解相对论、暗物质、暗能量等对宇宙航行的重要影响。
3. 观测宇宙：教授如何使用望远镜观察星空，分析天文数据，探索宇宙的奥秘。
三、教学方法1. 采用问题驱动的教学方式，引导学生主动思考和探索宇宙的奥秘。
2. 利用多媒体教学手段，如宇宙模拟软件、星空图片等，帮助学生直观地理解宇宙的概念。
3. 组织户外观测活动，让学生亲身体验宇宙的壮丽。
四、教学准备1. 准备宇宙相关的教学PPT、视频、图片等资料。
2. 确保望远镜等观测设备正常使用。
3. 准备相关的实验器材和实验材料。
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，评估学生的参与度。
2. 作业和测验：布置相关的作业和测验，评估学生对宇宙知识的掌握程度。
3. 观测报告：评估学生在户外观测活动中的表现，包括观测技巧和数据分析能力。
六、教学计划第1周：介绍宇宙的基本概念，星系、恒星、行星等。
第2周：讲解宇宙航行的基本原理，相对论、暗物质、暗能量。
第3周：学习宇宙的起源和演化，大爆炸理论。
第4周：探讨宇宙的膨胀和收缩，宇宙的命运。
第5周：介绍恒星的生命周期，恒星的形成和死亡。
七、教学活动1. 课堂讲解：教师通过PPT、视频等资料，生动形象地讲解宇宙的相关知识。
2. 小组讨论：学生分组讨论宇宙的概念和原理，分享自己的理解和看法。
3. 观测实践：组织学生使用望远镜观察星空，进行实际操作和数据记录。
八、学习任务1. 学生需要熟记宇宙的基本概念，如星系、恒星、行星等。
2. 学生需要理解宇宙航行的基本原理，如相对论、暗物质、暗能量。
6.5高一物理宇宙航行教案
6.5宇宙航行★新课标要求（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。
（二）过程与方法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（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价值观。
★教学重点第一宇宙速度的推导★教学难点运行速率与轨道半径之间的关系★教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
★教学工具有关练习题的投影片、计算机、投影仪等多媒体教学设备★教学过程（一）引入新课教师活动：上节课我们学习了万有引力的成就。
现在请同学们回忆下列问题：1、万有引力定律在天文学上有何应用？2、如何应用万有引力定律计算天体的质量？能否计算环绕天体的质量？学生活动：经过思考，回答上述问题：1、应用万有引力定律可以估算天体的质量；可以来发现未知天体。
2、应用万有引力定律求解天体质量时，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G Mm v2=m①r2rG G Mmr2Mmr2=mω2·r②4π2r=m③T2教师活动：点评、总结导入：这节课我们再来学习有关宇宙航行的知识。
（二）进行新课1、宇宙速度教师活动：请同学们阅读课文第一自然段，同时思考下列问题［投影出示］1、在地面抛出的物体为什么要落回地面？2、什么叫人造地球卫星？学生活动：阅读课文，从课文中找出相应的答案。
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。
2、如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，那么它将不再落回地面，而成为一个绕地球运转的卫星，这个物体此时就可认为是一颗人造地球卫星。
教师活动：引导学生深入探究1、月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地面上来？2、物体做平抛运动时，飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系?3、若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？学生活动：分组讨论，得出结论。
6.5 宇宙航行 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修2新课 第六章：万有引力定律 (6)
授课年级
高一
课题
§６.５ 宇宙航行
课程类型
新授课
课程导学目标
目标解读
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.了解人类及我国取得的航天成就。
学法指导
学生已对平抛运动、曲线运动的特点、万有引力定律已有一定的了解情境，促进学生探究，获得新知。
第二层级
小组讨论
小组展示
补充质疑
教师点评
主题1
计算第一宇宙速度
（１）展示牛顿的设想并播放模拟动画，引导学生思考当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来。它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造地球卫星。
（２）创设情景，引导学生推导第一宇宙速度，听学生表述、补充、点评
（１）观看动画，思考发射卫星的最小速度跟哪些因素有关。
根据自己的思考找出解决方案。
课外拓展
同步卫星相关知识、卫星的变轨运动
PPT课件
板书设计
PPT课件
记录要点
教师可在学生完成后作点评
学生在相应的位置做笔记。
PPT课件
第四层级
知识总结
教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。
学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。
PPT课件呈现
感悟收获
注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。
根据自己的感受如实填写。
课前
准备
ppt课件、有关卫星发射和在轨运行的视频资料、微课等。研读教材，估计学生自主学习过程中可能出现的问题和疑难点，在导学案的基础上根据本班学生学习情况进行二次备课。
6.5 宇宙航行 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修2新课 第六章：万有引力定律 (1)
6.5宇宙航行教学目标(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。
(二) 过程与方法1.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。
2.利用离心运动和向心运动的知识点理解卫星变轨时应该加速还是减速，及其它一些变轨问题。
(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价值观。
教学重点1.对第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用领域。
2.人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。
3.识记第二宇宙速度及第三宇宙速度，了解一些卫星变轨知识。
教学难点1.对第一宇宙速度的推导过程和方法2.一些卫星变轨知识教学过程一、天体运动的速度、角速度、周期及加速度师：前面学习中，我们研究分析了大量天体运动实例，现在我们来对天体运动的线速度、角 速度、周期及加速度进行总结归纳，方便记忆理解。
师：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？生：由有，利用公式有，利用公式 有，据有。
22r Mm G r mv =r GM v =r v ω=3r GM=ωTπω2=GMr T 32π=m F a =2r GM a =师：对！总结起来就是【牢记】【例1】如图所示，，试比较四颗卫星的线速度、角速度、周期及加速 度的大小关系。
【解析】有上面公式可知，与卫星的质量无关，只与中心天体质量M 、轨道半径r 有关。
观看动画：不同轨道卫星；人造卫星（第三个片段）二、卫星的轨道平面【问题】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。
【解析】ACD 可能，B 不可能。
【牢记】环绕天体做圆周运动的轨道平面的圆心必须是中心天体的球心。
三、宇宙速度师：现在我们已知知道了在不同的轨道上，卫星的运动情况是不一样的，与卫星自身质量无 关，只与中心天体质量及轨道半径有关。
高中物理 第6章 5 宇宙航行教案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案
5.宇宙航行[学习目标] 1.知道三个宇宙速度的含义和数值，会计算第一宇宙速度．(重点) 2.掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系．(重点) 3.理解近地卫星、同步卫星的区别．(难点) 4.掌握卫星的变轨问题．(难点)一、人造地球卫星1．人造地球卫星的发射及原理(1)牛顿设想：如图甲所示，当物体被抛出的速度足够大时，它将围绕地球旋转而不再落回地面，成为一颗人造地球卫星．甲 乙(2)发射过程简介：如图乙所示，发射人造地球卫星，一般使用三级火箭，最后一级火箭脱离时，卫星的速度称为发射速度，使卫星进入地球轨道的过程也大致为三个阶段．2．动力学特点一般情况下可认为人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其向心力由地球对它的万有引力提供．3．卫星环绕地球运动的规律由G Mm r 2＝m v 2r可得v 二、宇宙速度1．三种宇宙速度1957年10月，苏联成功发射了第一颗人造地球卫星．1969年7月，美国“阿波罗11号”登上月球．2003年10月15日，我国航天员杨利伟踏入太空．2010年10月1日，我国的“嫦娥二号”探月卫星发射成功．2013年6月11日，我国的“神舟十号”飞船发射成功．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)发射人造地球卫星需要足够大的速度．(√)(2)卫星绕地球运行不需要力的作用．(×)(3)卫星的运行速度随轨道半径的增大而增大．(×)(4)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s.(×)(5)在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9 km/s.(√)2．中国计划于2020年发射火星探测器，探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星．火星探测器的发射速度( )A ．等于7.9 m/sB ．大于16.7 m/sC ．大于7.9 m/s 且小于11.2 m/sD ．大于11.2 m/s 且小于 16.7 m/sD [第一宇宙速度为7.9 km/s ，第二宇宙速度为11.2 km/s ，第三宇宙速度为16.7 km/s ，由题意可知：火星探测器的发射速度大于11.2 km/s 且小于16.7 km/s.故D 正确．]3．关于地球同步卫星的说法正确的是( )A ．所有地球同步卫星一定在赤道上空B ．不同的地球同步卫星，离地高度不同C ．不同的地球同步卫星的向心加速度大小不相等D ．所有地球同步卫星受到的向心力大小一定相等A [地球同步卫星一定位于赤道上方，周期一定，离地面高度一定，向心加速度大小一定，所以A 项正确，B 、C 项错误；由于F ＝G Mm r2，所以不同的卫星质量不同，其向心力也不同，D 项错误．]人造卫星和同步卫星问题它的万有引力充当向心力．因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，而这样的轨道有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极点上空的极地轨道．当然也存在着与赤道平面呈某一角度的圆轨道．如图所示．2．地球同步卫星(1)概念：相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星，叫作地球同步卫星．(2)特点①确定的转动方向：和地球自转方向一致．②确定的周期：和地球自转周期相同，即T＝24 h.③确定的角速度：等于地球自转的角速度．④确定的轨道平面：所有的同步卫星都在赤道的正上方，其轨道平面必须与赤道平面重合．⑤确定的高度：离地面高度固定不变(3.6×104 km)．⑥确定的环绕速率：线速度大小一定(3.1×103 m/s)．【例1】(多选)如图所示，赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C，它们的运动都可视为匀速圆周运动，比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是( ) A．三者的周期关系为T A＜T B＜T CB．三者向心加速度大小关系为a A＞a B＞a CC．三者角速度的大小关系为ωA＝ωC＜ωBD．三者线速度的大小关系为v A＜v C＜v B思路点拨：该题抓住以下特点分析：①A 、C 的共同特点：具有相同的周期和角速度．②B 、C 的共同特点：F 万＝F 向，即GMm r 2＝m v 2r等． CD [因为同步卫星转动周期与地球自转周期相同，故T A ＝T C ，故A 错误；因为同步卫星的周期和地球自转相同，故ωA ＝ωC ，根据a ＝rω2知，A 和C 的向心加速度大小关系为a A ＜a C ，故B 错误；因为A 、C 的角速度相同，抓住B 、C 间万有引力提供圆周运动向心力有：G mM r 2＝mrω2 可得角速度ω＝GM r 3，所以C 的半径大，角速度小于B 即：ωA ＝ωC ＜ωB ，C 正确；B 、C 比较：G mM r 2＝m v 2r得线速度v ＝GM r ，知v C ＜v B ，A 、C 间比较：v ＝rω，知C 半径大线速度大，故有v A ＜v C ＜v B, D 正确．故选C 、D.]同步卫星、近地卫星和赤道上随地球自转物体的比较(1)近地卫星是轨道半径近似等于地球半径的卫星，卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供．同步卫星是在赤道平面内，定点在某一特定高度的卫星，其做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供．在赤道上随地球自转做匀速圆周运动的物体是地球的一部分，它不是地球的卫星，充当向心力的是物体所受的万有引力与重力之差．(2)近地卫星与同步卫星的共同点是卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供；同步卫星与赤道上随地球自转的物体的共同点是具有相同的角速度．当比较近地卫星和赤道上物体的运动规律时，往往借助同步卫星这一纽带，这样会使问题迎刃而解．1．我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高．“高分五号”轨道高度约为705 km ，而“高分四号”轨道高度约为36 000 km ，它们都绕地球做圆周运动．与高分四号相比，下列物理量中“高分五号”较小的是( )A ．周期B ．角速度C ．线速度D ．向心加速度A [设地球质量为M ，人造卫星质量为m ，人造卫星做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ＝ma ，得v ＝GM r ，ω＝GM r 3，T ＝2πr 3GM ，a ＝GM r2，因为“高分四号”的轨道半径比“高分五号”的轨道半径大，所以选项A 正确，B 、C 、D 错误．]第一宇宙速度的理解和计算对于近地人造卫星，轨道半径r 近似等于地球半径R ＝6 400 km ，卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地面上所受的重力，取g ＝9.8 m/s 2，则方法一：r ≈R ―――――――→万有引力提供向心力G Mm R 2＝m v 2R ―→v ＝GM R≈7.9 km/s 方法二：万有引力近似等于卫星重力――――――――→卫星重力提供向心力mg ＝m v 2R―→v ＝gR ≈7.9 km/s 2．决定因素由第一宇宙速度的计算式v ＝GM R可以看出，第一宇宙速度的值由中心天体决定，第一宇宙速度的大小取决于中心天体的质量M 和半径R ，与卫星无关．3．对发射速度和环绕速度的理解(1)“最小发射速度”：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引力．近地轨道是人造卫星的最低运行轨道，而近地轨道的发射速度就是第一宇宙速度，所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度．(2)“最大环绕速度”：在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中，近地卫星的轨道半径最小，由G Mm r 2＝m v 2r 可得v ＝GM r，轨道半径越小．线速度越大，所以在这些卫星中，近地卫星的线速度即第一宇宙速度是最大环绕速度．【例2】 2017年11月5日19时45分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十四、二十五颗北斗导航卫星．若已知地球表面重力加速度为g ，引力常量为G ，地球的第一宇宙速度为v 1，则( )A ．根据题给条件可以估算出地球的质量B ．据题给条件不能估算地球的平均密度C ．第一宇宙速度v 1是人造地球卫星的最大发射速度，也是最小环绕速度D ．在地球表面以速度2v 1发射的卫星将会脱离太阳的束缚，飞到太阳系之外A [设地球半径为R ，则地球的第一宇宙速度为v 1＝gR ，对近地卫星有G Mm R 2＝mg ，联立可得M ＝v 41gG ，A 正确；地球体积V ＝43πR 3＝43π⎝ ⎛⎭⎪⎫v 21g 3，结合M ＝v 41gG ，可以估算出地球的平均密度为ρ＝3g 24πGv 21，B 错误；第一宇宙速度v 1是人造地球卫星的最小发射速度，也是最大的环绕速度，C 错误；第一宇宙速度v 1＝7.9 km/s ，第二宇宙速度v 2＝11.2 km/s ，第三宇宙速度v 3＝16.7 km/s ，在地球表面以速度2v 1发射的卫星，速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，此卫星称为绕太阳运动的卫星，D 错误．]地球三种宇宙速度的理解(1)三种宇宙速度均指在地球上的发射速度．(2)第一宇宙速度是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，也是卫星的最小发射速度．(3)轨道半径越大的卫星，其运行速度越小，但其地面发射速度越大．2．若取地球的第一宇宙速度为8 km/s ，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( )A ．16 km/sB ．32 km/sC ．4 km/sD ．2 km/sA [第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星，其轨道半径近似等于星球半径，所受万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律得G Mm r 2＝m v 2r解得v ＝GM r因为行星的质量M ′是地球质量M 的6倍，半径R ′是地球半径R 的1.5倍，故v ′v ＝GM ′R ′GMR ＝M ′R MR ′＝2 即v ′＝2v ＝2×8 km/s＝16 km/s ，A 正确．]人造卫星的变轨问题1卫星变轨时，先是线速度v 发生变化导致需要的向心力发生变化，进而使轨道半径r 发生变化．(1)当卫星减速时，卫星所需的向心力F 向＝m v 2r减小，万有引力大于所需的向心力，卫星将做近心运动，向低轨道变迁．(2)当卫星加速时，卫星所需的向心力F 向＝m v 2r增大，万有引力不足以提供卫星所需的向心力，卫星将做离心运动，向高轨道变迁．以上两点是比较椭圆和圆轨道切点速度的依据．2．飞船对接问题(1)低轨道飞船与高轨道空间站对接如图甲所示，低轨道飞船通过合理地加速，沿椭圆轨道(做离心运动)追上高轨道空间站与其完成对接．甲 乙(2)同一轨道飞船与空间站对接如图乙所示，后面的飞船先减速降低高度，再加速提升高度，通过适当控制，使飞船追上空间站时恰好具有相同的速度．【例3】 (多选)如图所示，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，将卫星送入同步轨道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1、2、3轨道正常运行时，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 点时的加速度思路点拨：①判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时，可根据“越远越慢”的规律判断．②判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时，可根据开普勒第二定律判断，即离中心天体越远，速度越小．③判断卫星由圆轨道进入椭圆轨道或由椭圆轨道进入圆轨道时的速度大小如何变化时，可根据离心运动或近心运动的条件进行分析．④判断卫星的加速度大小时，可根据a ＝F m ＝G M r 2判断． BD [对A ：G Mm r 2＝m v 2r ，移项化简得v ＝GM r，所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，所以A 错误．对B ：G Mm r 2＝mω2r ，移项化简得ω＝GM r 3，所以卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，所以B 正确．对C ：G Mm r 2＝ma ，移项化简得GM r2＝a ，由于都在Q 点，轨道高度是相同的，所以a 是相同的，所以C 是错误的． 对D ：G Mm r 2＝ma ，移项化简得GM r2＝a ，由于都在P 点，轨道高度是相同的，所以a 是相同的，所以D 是正确的．]上例中，卫星在轨道2上的P 点向轨道3上转移时需要加速还是减速？卫星上的小火箭向哪个方向喷气？提示：加速 向后喷气3．(多选)如图所示，一飞行器围绕地球沿半径为r 的圆轨道1运动．经P 点时，启动推进器短时间向前喷气使其变轨，2、3是与轨道1相切于P 点的可能轨道．则飞行器( )A ．相对于变轨前运行周期变长B ．变轨后将沿轨道3运动C ．变轨前、后在两轨道上经P 点的速度大小相等D ．变轨前、后在两轨道上经P 点的加速度大小相等BD [由于在P 点推进器向前喷气，故飞行器将做减速运动，v减小，飞行器做圆周运动需要的向心力：F n ＝m v 2r减小，小于在P 点受到的万有引力：G Mm r2，则飞行器将开始做近心运动，轨道半径r 减小．根据开普勒行星运动定律知，卫星轨道半径减小，则周期减小，A 错误；因为飞行器做近心运动，轨道半径减小，故将沿轨道3运动，B 正确；因为变轨过程是飞行器向前喷气过程，故是减速过程，所以变轨前后经过P 点的速度大小不相等，C 错误；飞行器在轨道P 点都是由万有引力产生加速度，因为在同一点P ，万有引力产生的加速度大小相等，D 正确．选B 、D.]课 堂 小 结知 识 脉 络1.人造卫星环绕地球做匀速圆周运动，所需向心力由地球对卫星的万有引力提供．2．第一宇宙速度为7.9 km/s ，其意义为人造卫星的最小发射速度或最大环绕速度．A．第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度B．第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度C．人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D．第三宇宙速度是物体逃离地球的最小速度A[第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，同时也是人造地球卫星的最大运行速度，故A对，B、C错；第二宇宙速度是物体逃离地球的最小速度，D错．]2．(多选)关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是( ) A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，可能具有相同的周期B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合AB [分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，可能具有相同的周期，故A 正确；沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道对称的不同位置具有相同的速率，故B 正确；根据万有引力提供向心力，列出等式：G Mm R ＋h 2＝m (R ＋h )4π2T 2，其中R 为地球半径，h 为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T 为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h 也为一定值，故C 错误；沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面不一定重合，但圆心都在地心，故D 错误．]3．我国发射的“天宫”一号和“神舟”八号在对接前，“天宫”一号的运行轨道高度为350 km ，“神舟”八号的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )A ．“天宫”一号比“神舟”八号速度大B ．“天宫”一号比“神舟”八号周期长C ．“天宫”一号比“神舟”八号角速度大D ．“天宫”一号比“神舟”八号加速度大B [由G Mm r 2＝mrω2＝m v 2r ＝mr 4π2T 2＝ma ，得v ＝GM r，ω＝GM r 3，T ＝2πr 3GM ，a ＝GM r 2，由于r 天>r 神，所以v 天<v 神，ω天<ω神，T 天>T 神，a 天<a 神；故正确选项为B.]4．(多选)2017年4月，我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空，随后与天宫二号交会对接．假设天舟一号从B 点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会，如图所示，A 、B 两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点．则( )A ．天宫二号的运行速度小于7.9 km/sB ．天舟一号在A 点的速度大于天宫二号的运行速度C ．天舟一号运行周期小于天宫二号的运行周期D ．天舟一号在A 点的加速度大于天宫二号在A 点加速度 AC [7.9 km/s 是绕地球做圆周运动的最大环绕速度，天宫二号的运行速度小于7.9 km/s ，故A 正确．天舟一号在A 点加速才能进入天宫二号的圆轨道，则天舟一号在A 点的速度小于天宫二号的运行速度，选项B 错误；根据开普勒第三定律a 3T 2＝k 可知，天舟一号运行的半长轴小于天宫二号的运行半径，则天舟一号运行周期小于天宫二号的运行周期，选项C 正确；根据a ＝GM r 2可知天舟一号在A 点的加速度等于天宫二号在A 点加速度，选项D 错误．]。
人教版高中物理宇宙航行教案
人教版高中物理宇宙航行教案一、教学目标1. 让学生了解和掌握宇宙航行的基本概念，如宇宙、星系、恒星等。
2. 使学生理解和掌握宇宙航行的基本原理，如相对论、引力、黑洞等。
3. 培养学生的科学思维能力和创新意识，激发学生对宇宙航行的兴趣和热情。
二、教学内容第一章：宇宙简介1. 宇宙的概念与起源2. 宇宙的组成与结构3. 宇宙的演化与膨胀第二章：星系与恒星1. 星系的分类与特点2. 恒星的诞生、生命周期与死亡3. 恒星的运动与距离测量第三章：相对论与宇宙1. 狭义相对论的基本原理2. 广义相对论与引力理论3. 相对论在宇宙航行中的应用第四章：黑洞与暗物质1. 黑洞的形成与性质2. 暗物质的存在与证据3. 暗能量与宇宙的未来第五章：宇宙航行技术1. 火箭原理与航天器发射2. 航天器的轨道设计与控制3. 人类航天探索历程与未来展望三、教学方法1. 采用问题驱动的教学方式，引导学生主动探究宇宙航行的相关问题。
2. 利用多媒体教学资源，如图片、视频、动画等，增强学生对宇宙航行概念的理解。
3. 组织课堂讨论和小组合作，培养学生的团队合作能力和口头表达能力。
4. 结合实例分析，使学生了解宇宙航行技术在现实生活中的应用。
四、教学评价1. 课堂问答：检查学生对宇宙航行基本概念的理解和掌握。
2. 课后作业：布置相关练习题，巩固学生对宇宙航行原理的掌握。
3. 小组报告：评估学生在团队合作中的表现和对宇宙航行技术的理解。
4. 课程论文：鼓励学生深入研究宇宙航行相关的课题，培养学生的科研能力。
五、教学资源1. 教材：人教版高中物理《宇宙航行》教材。
2. 多媒体资源：宇宙航行的图片、视频、动画等。
3. 在线资源：相关科研机构、天文观测站等的官方网站。
4. 参考书籍：宇宙航行、相对论、黑洞等相关的学术著作。
六、宇宙探索与航天技术1. 人类航天探索的历程2. 航天技术的发展与创新3. 航天器的设计与制造七、行星与月球探测1. 行星探测的意义与方法2. 人类对月球的探索历程3. 火星探测与未来展望八、宇宙辐射与生命起源1. 宇宙辐射的类型与特点2. 宇宙射线对地球的影响3. 生命起源与宇宙环境的关系九、天体物理与宇宙观1. 天体物理的研究内容与方法2. 宇宙的演化与大爆炸理论3. 宇宙的尺度与结构十、宇宙航行与可持续发展1. 宇宙航行对人类社会的影响2. 航天技术的可持续发展策略3. 宇宙航行与环境保护重点和难点解析一、宇宙探索与航天技术二、行星与月球探测难点解析：行星探测需要学生了解和掌握行星科学的基本知识，对探测方法和技术有一定的了解。
人教版高中物理宇宙航行教案
人教版高中物理宇宙航行教案第一章：宇宙的奥秘1.1 天体物理学简介学习目标：了解天体物理学的基本概念和研究方法。
教学内容：介绍天体物理学的研究对象、基本概念和方法。
教学活动：阅读教材，观看相关视频，进行小组讨论。
1.2 宇宙的大尺度结构学习目标：了解宇宙的层次结构和大尺度特征。
教学内容：介绍宇宙的星系、星系团和超星系团等结构。
教学活动：观察宇宙结构的天文图像，进行模拟构建。
第二章：黑洞与引力波2.1 黑洞的基础知识学习目标：了解黑洞的形成和基本特性。
教学内容：介绍黑洞的定义、形成机制和史瓦西半径。
教学活动：阅读教材，观看黑洞模拟动画。
2.2 引力波的探索学习目标：了解引力波的概念和探测方法。
教学内容：介绍引力波的定义、产生机制和LIGO引力波探测器。
教学活动：参观LIGO实验室视频，进行小组讨论。
第三章：航天技术的发展3.1 航天器的发射与轨道控制学习目标：了解航天器发射和轨道控制的基本原理。
教学内容：介绍航天器发射过程、火箭推进和轨道控制方法。
教学活动：参观航天发射场视频，进行模拟发射活动。
3.2 航天器的任务与应用学习目标：了解航天器的任务和应用领域。
教学内容：介绍航天器的任务类型、应用领域和实例。
教学活动：参观航天器实验室，了解航天器应用的实际情况。
第四章：探索宇宙的历程4.1 地月系与行星探测学习目标：了解地球和月球的关系以及行星探测的历程。
教学内容：介绍地月系结构、行星探测器和探测任务。
教学活动：观察地月系和行星探测器的图像，进行小组讨论。
4.2 恒星与星系的研究学习目标：了解恒星和星系的研究方法和技术。
教学内容：介绍恒星观测方法、星系分类和红移概念。
教学活动：观察恒星和星系的图像，进行模拟观测活动。
第五章：宇宙的未来5.1 宇宙膨胀与暗能量学习目标：了解宇宙膨胀的证据和暗能量的概念。
教学内容：介绍宇宙膨胀的观测数据和暗能量的性质。
教学活动：观察宇宙膨胀的图像，进行小组讨论。
5.2 宇宙终结的命运学习目标：了解宇宙终结的可能命运和人类的前景。
物理②必修6.5《宇宙航行》教案
6.5 宇宙航行教学目标一、知识和能力目标1．了解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。
二、过程与方法目标1．在学习牛顿对卫星发射的思考过程的同时，培养学生科学探索能力；培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力。
2．通过对卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系的讨论，培养学生运用知识分析解决实际问题的能力。
三、情感、态度与价值观目标1．通过展示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情。
2．通过介绍我国在航天方面的成就，激发学生的爱国热情，增强民族自信心和自豪感。
3．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和价值观。
教学重点1．第一宇宙速度的推导。
2．卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
教学难点卫星的发射速度与运行速度的关系。
教学过程一、导入新课通过前面的学习我们知道了，人类通过站在地球上的观测，认识到了天体做什么样的运动，并进一步弄清了天体为什么要做这样的运动。
然而人类并不满足于只站在地球上探索宇宙的奥秘。
本节课，我们就来学习人类是如何走出地球，飞向宇宙，进行宇宙航行的。
（利用幻灯片，向学生展示一些航天类的图片，以激发学生的学习兴趣。
）二、新课教学（一）宇宙速度1. 第一宇宙速度①推导：问题：牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？地球半径为6370km 。
分析：在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。
由万有引力提供向心力： 得：GM v R = 又∵2Mm mg G R= 结论：如果发射速度小于7.9km/s ，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s ，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s 。
可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。
6.5 宇宙航行 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修2新课 第六章：万有引力定律 (8)
《宇宙航行》教学设计一、教材分析从三百多年前，牛顿提出设想到1957年苏联的第一颗人造卫星再到2003年10月15日，中国的神州5号载人飞船发射成功，将中国第一名航天员送上太空,它标志着中国进入了载人航天时代，为中华民族进一步进行太空资源的开发和利用奠定了坚实的基础。
本节属于航天部分的重要知识，介绍万有引力的实践性成就，要求学生知道是万有引力理论使人类实现“飞天”梦想，这一节课不但要求使学生深刻的理解第一宇宙速度，定量的解决卫星运动的实际问题，还需要学生通过了解航天发展史从而充分的感受人类对客观世界不断探究的精神和情感，激发学生的爱国热情和民族自豪感。
二、教学目标（一）知识与技能1.了解三个宇宙速度意义；2.能够推导第一宇宙速度；3.简单了解世界和我国的航空发展史。
（二）过程与方法1.学习牛顿关于人造地球卫星的设想的推理方法；2.学会推导第一宇宙速度的两种方法。
（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，以及学生自己搜集资料的过程激发学生的爱国热情；2．培养学生的科学探索精神；3．激发学生热爱科学的热情。
三、教学重点、难点（一）教学重点：了解宇宙速度及其物理意义。
（二）教学难点：第一宇宙速度的推导、关于第一宇宙速度是运行的最大值与发射的最小值。
四、设计思路本节课分为三个部分，首先通过人类飞天梦想的实践过程和牛顿的设想引导学生通过讨论研究了解宇宙航行的理论知识。
接下来从神州6号的相关资料入手，引导学生推导第一宇宙速度，并通过结合我国发射的多颗卫星有关数据计算相关数据，通过对宇宙航行的理论知识的实际应用而加深对知识深入理解。
最后，以PPT小组汇报的形式，展示世界和我国的的航天发展史，通过学生的自主参与总结制作，不但丰富了学生的知识面，激发同学们的热爱科学，热爱祖国的情感，还可以锻炼学生收集总结资料的动手能力，通过小组合作方式培养学生团结合作能力。
五、任务分配（学生每组5人搜集资料）第一组：人类的第一颗人造卫星；第二组：人类第一次进入太空；第三组：阿波罗号飞船及登月历程；第四组：哥伦比亚号航天飞机；第五组：哈勃望远镜；第六组：中国第一颗人造卫星---东方红；第七组：中国“神舟”号飞船；第八组：汇总前面几组同学搜集的资料，在老师的指导下制作成PPT课件；第九组：熟悉课件，并准备在上课时给同学们讲解。
高中物理6.5宇宙航行教学设计新人教版必修2
6.5 宇宙航行【整体设计】本节重点讲述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”中的重要内容，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。
本节内容涉及人造卫星的运动规律和三个宇宙速度的含义，在处理有关卫星的问题时，可以按匀速圆周运动模型处理，进而结合向心力公式、向心加速度公式及圆周运动公式，推导已知量和未知量的关系。
学习宇宙速度时，要对比记忆，明确其物理意义.应掌握推导过程，体会推导第一宇宙速度的物理思想，另外，结合向心运动或离心运动分析卫星轨道如何变化或改变的原因。
【教学重点】会推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度.【教学难点】运行速率与轨道半径之间的关系.【课时安排】1课时【三维目标】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.通过实例，了解人类对太空的探索历程。
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。
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。
【课前准备】多媒体课件【教学过程】新课导入飞天梦想：敦煌的飞天壁画嫦娥奔月外国人的飞天梦想课堂探究思考：抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星、月亮没有落下来必须具备什么条件？牛顿的人造卫星原理图：探究问题一：以多大的速度抛出一个物体，它才会绕地球表面运动不会落下来？(已知Ｇ=6.67×10-11N·m2/kg2 , 地球质量M=5.89×1024kg, 地球半径R=6400km)法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力法二：重力提供物体作圆周运动的向心力（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2）一、宇宙速度1.第一宇宙速度（v=7.9km/s）：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。
高中物理《宇宙航行》优质课教案、教学设计
一、教学目标（一）知识与技能教学设计6.5《宇宙航行》（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）简单了解航天发展史。
（4）能用所学知识求解卫星基本问题。
（二）过程与方法（1）培养学生科学探索能力；（2）培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力；（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）情感态度与价值观介绍我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。
二、教具：多媒体课件、投影仪、计算机三、教学重点难点（1）第一宇宙速度的推导；（2）人造卫星运转的环行速度与卫星发射速度的区别；（3）卫星做圆周运动时，各物理量的关系。
四、教学方法启发探究式教学、多媒体辅助教学。
五、课前准备1.学生的学习准备：预习人造卫星的发射、第一宇宙速度的计算。
2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案。
六、教学过程（一）创设情境，激发情感，引入新课1.利用多媒体播放视频：（1）中国人的“飞天”梦想，（2）万户飞天（3）外国人的“飞天”梦想2.多媒体展示学习目标3.学生阅读“牛顿关于卫星的设想”问题情境：1.月球也要受到地球引力的作用,为什么月亮不会落到地面上来?2.若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样?试大胆猜想。
通过这些激发学生学习兴趣。
（二）教学过程一、宇宙速度1、多媒体动画演示：以逐渐增大的水平速度平抛物体看是否落回地面学生观察落地点的变化，落地点为什么会变化？2.牛顿的思考与设想：△抛出的速度v 越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？△牛顿根据自己的设想草拟了一幅极富创意的人造卫星原理图。
△牛顿的设想由于受技术条件的限制，物体不可能达到这样的速度，但他的思想启发了后人，在太空探索中立了头功。
△动画展示牛顿的设想过程。
3.算一算:物体初速度达到多大时就可以成为一颗人造卫星呢?引导学生建模：设地球质量为M，半径为R。
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。
人教版高中物理宇宙航行教案
人教版高中物理宇宙航行教案一、教学目标1. 让学生了解和掌握宇宙航行的基本概念，如星系、恒星、行星等。
2. 让学生理解宇宙航行的意义和人类对宇宙的探索历程。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提高学生的科学素养。
二、教学内容1. 宇宙的基本组成：星系、恒星、行星等。
2. 人类对宇宙的探索历程：从地月系到太阳系，再到银河系和宇宙。
3. 宇宙航行的基本原理：引力、动力学、相对论等。
三、教学重点与难点1. 教学重点：宇宙的基本组成，人类对宇宙的探索历程，宇宙航行的基本原理。
2. 教学难点：宇宙航行的动力学原理，相对论在宇宙航行中的应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考和探索宇宙的奥秘。
2. 利用多媒体手段，展示宇宙航行的图像和视频，增强学生的直观感受。
3. 结合实际案例，让学生了解宇宙航行的应用和发展。
五、教学过程1. 引入新课：简要介绍宇宙的基本概念，引发学生对宇宙的兴趣。
2. 讲解宇宙的基本组成：星系、恒星、行星等，让学生掌握宇宙的基本知识。
3. 介绍人类对宇宙的探索历程：从地月系到太阳系，再到银河系和宇宙，让学生了解人类的探索成果。
4. 讲解宇宙航行的基本原理：引力、动力学、相对论等，让学生理解宇宙航行的科学基础。
5. 结合实际案例，讲解宇宙航行的应用和发展，激发学生的学习兴趣和创新思维。
6. 课堂小结：回顾本节课的主要内容，加深学生对宇宙航行知识的理解。
7. 布置作业：让学生运用所学知识，分析实际问题，提高学生的实践能力。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问学生，了解他们对宇宙航行基本概念的理解程度。
2. 小组讨论：让学生分组讨论宇宙探索历程和宇宙航行的应用，收集他们的观点和见解。
3. 作业批改：评估学生对课堂所学知识的掌握，以及对实际问题的分析能力。
七、拓展与延伸1. 组织学生进行天文观测活动，增强他们对宇宙的直观认识。
2. 推荐学生阅读关于宇宙航行的科普书籍，拓宽他们的知识视野。
09.04.08高一物理《6.5宇宙航行》参考教案
3.第三宇宙速度（逃逸速度）： v3=16.7km/s
三、地球同步卫星 1、地球同步卫星是指其公转周期和地球自转的周期相等的卫星。地球 同步卫星有几个明显的特点：
周期一定—24h 方位一定--赤道上空 高度一定--3.6×107m 2、人造地球卫星有广泛的应用。例如，靠人工进行资源调查，速度慢、 效率低，调查和开发一个矿藏一般需要十几年的时间。现在利用人造卫星 进行调查，它一天绕地球转十几圈，在高空拍下卫星照片，回收下来，可 以大面积了解全局，效率大大提高。例如，对北京以北十六万平方公里地 区的一次卫星勘察，就找到七个成矿预测区。 电视教育是培养人才的一种 手段。但是电视靠中继站转播，每隔 50km 就要建一个中继站，这要耗费大 量的人力、物力。如果利用卫星传播，象我们这样幅员辽阔的国家，只要 一颗同步通信卫星，边远地区也可以收看首都的电视节目。1984 年 4 月我 国发射的试验通信卫星为我国通信事业的现代化开拓了极为广阔的前景。 1986 年 10 月我国开始利用通信卫星进行电视教育广播。
教学难点
第一宇宙速度的推导
教学方法
讲授、讨论并辅以多媒体演示
教学用具
课件及多媒体设备
课时安排
二课时（第 1 课时：新授，第 2 课时：习题）
教学步骤
在科学技术欠发达的古代，"嫦娥奔月"只能是美丽的传说。1957 年 10 月 4 日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，从而开创人类的航天
导 新纪元；1961 年 4 月 12 日，前苏联成功地发射了第一艘"东方号"载人飞船， 入 尤里·加加林成为人类第一位航天员，揭开了人类进入太空的序幕；1969 新 年 7 月 20 日，美国航天员阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶"阿波罗"11 号飞船的 课 登陆舱降落在月球赤道附近的静海区，首次实现了人类登上月球的理
人教版 高中物理宇宙航行教案
人教版高中物理宇宙航行教案一、教学目标1. 让学生了解和掌握宇宙航行的基本概念和原理，如宇宙、恒星、行星、彗星等。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，如航天器的轨道计算、速度计算等。
3. 提高学生对科学研究的兴趣，培养科学思维和创新能力。
二、教学内容1. 宇宙的基本概念：宇宙、星系、恒星、行星、彗星等。
2. 航天器的轨道计算：椭圆轨道、圆形轨道、轨道转移等。
3. 航天器的速度计算：第一宇宙速度、第二宇宙速度、轨道速度等。
4. 航天器的发射和返回：发射原理、返回方式、再入大气层等。
5. 人类航天历史和未来发展趋势：航天技术的发展、火星探测、太空旅游等。
三、教学重点与难点1. 重点：宇宙的基本概念、航天器的轨道计算和速度计算、航天器的发射和返回。
2. 难点：轨道转移的计算、再入大气层的原理、航天技术的未来发展。
四、教学方法1. 讲授法：讲解宇宙的基本概念、航天器的轨道计算和速度计算。
2. 案例分析法：分析人类航天历史和未来发展趋势。
3. 小组讨论法：探讨航天器的发射和返回问题。
4. 实践操作法：引导学生运用所学知识解决实际问题。
五、教学过程1. 导入新课：通过展示宇宙星空的图片，引导学生思考宇宙的奥秘。
2. 讲解宇宙的基本概念：介绍宇宙、星系、恒星、行星、彗星等。
3. 航天器的轨道计算：讲解椭圆轨道、圆形轨道、轨道转移等。
4. 航天器的速度计算：讲解第一宇宙速度、第二宇宙速度、轨道速度等。
5. 航天器的发射和返回：讲解发射原理、返回方式、再入大气层等。
6. 案例分析：介绍人类航天历史和未来发展趋势。
7. 小组讨论：让学生探讨航天器的发射和返回问题。
8. 实践操作：引导学生运用所学知识解决实际问题。
9. 总结课堂内容：回顾本节课所学知识，进行巩固。
10. 布置作业：让学生通过练习题，进一步掌握课堂内容。
六、教学评价1. 评价方式：采用课堂讲解、案例分析、小组讨论、实践操作、作业练习等多种方式进行。
6.5 宇宙航行 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修2新课 第六章：万有引力定律 (7)
6.5宇宙航行一、引入新课通过前面的学习，我们知道了，人类站在地球上的观测，认识到天体运动的规律，并进一步弄清了天体运动的原因，然而人类并不满足于只站在地球上探索宇宙的奥秘。
本节课，我们就来学习人类是如何走出地球，飞向宇宙，进行宇宙航行的。
【板书】6.5宇宙航行【宇宙】一、宇宙速度首先我们来看一下人类第一次登月的视频。
【播放视频】阿波罗登月登月这个梦想是人类几千年来一直梦寐以求的，现在我们就来一起研究一下人类是如何实现这个梦想的。
推进新课【探究谈论】【问】为什么树上掉下的苹果会落到地下？【答】因为苹果受到地球的吸引【问】月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地下？【答】地球引力充当向心力，使月球围绕地球做圆周运动【问】那有什么方法可以使地面上苹果不落到地上？【答】把苹果仍出去，让它绕地球旋转。
补充：也就是说地球对苹果的引力充当向心力使苹果近地围绕地球做圆周运动。
【问】地面上的苹果绕地球做圆周运动的速度是多少？我们能不能根据已学的知识计算出来？【学生推导】已知：地球质量245.8910kg ⨯，地球半径66.3710m ⨯ G=11226.6710N.m /kg -⨯解：以近地绕地球做圆周运动的苹果为研究对象7.9km /s ===v通过表达式=v 环绕速度越大。
当环绕轨道半径为地球半径时（也就是最小半径），物体的环绕速度就达到最大值，所以说v =7.9km/s 是物体环绕地球做圆周运动的最大环绕速度。
近地苹果以7.9km/s 的速度绕地球运动就不会落到地下早在16世纪的牛顿也曾思考过这个问题【演示flash 】从地球上最高的山峰上将物体水平抛出，速度越大，水平落地点就越远。
如果抛出的速度足够大，地面就不能再看成水平面，而是球面物体就不在落回地面，它将绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。
卫星以发射速度为环绕速度近地做圆周运动，重力不在使卫星落地而是充当向心力。
那么要发射一颗卫星发射速度到底要多大那？【学生推导】22Mm G mg m R R==v7.9km /s ===v由此可见要发射一颗轨道半径最小的卫星，它的最小速度也要达到7.9km/s ，这个速度也叫最小发射速度，同学看到了如果物体在地面附近做匀速圆周运动，最大环绕速度和最小发射速度都是7.9km/s ，这个速度在叫做第一宇宙速度。
高中物理专题6.5宇宙航行教学设计必修
宇宙航行宇宙航行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。
学生已学过平抛运动、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。
本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。
本节课的难点在于对人造卫星原理的理解，因此教学设计上采用理论探究法，在设计中突出发挥学生的主体作用，课堂中通过设疑→思考→启发→引导这样一条主线，激发鼓励学生的大胆思考、积极参与，让学生通过自己的分析研究来掌握获取相关的知识和方法。
（1）宇宙速度教学中需要说明的是，第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，发射速度低于它，卫星将不能环绕地球做圆周运动而落回地面，但是，在环绕地球做匀速圆周运动的所有可能的速度中，第一宇宙速度是最大的环绕速度，因为v r 越大，v 越小，轨道半径的最小值为地球半径，对应的环绕速度为最大值，即第一宇宙速度。
关于第二宇宙速度和第三宇宙速度，让学生了解它们的物理含义，不作定量的计算，以此拓展学生想像和思考的空间，问题留给学生，对此有兴趣的同学可以在课余时间研究。
另外，结合前面学过的匀速圆周运动的知识，还可以适当补充对于人造地球卫星运行周期T 、向心加速度、线速度、角速度等的讨论，并强调跟轨道的一一对应关系。
（2）梦想成真教材简述了人类航天事业的发展史，特别例举了成功发射的人造地球卫星的几个实例，在这部分内容里，建议教师结合前面的理论分析，带领学生对于实例中的卫星进行一些定量的计算，比如：“1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功。
- 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)。
班级：姓名：
2、第二宇宙速度
当物体的速度等于或大于时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度，也叫速度。
这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度．如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，就成为该椭圆轨道的一个焦点．
3.第三宇宙速度
当卫星的速度等于或者大于,则这个时候卫星会脱离太阳的引力，不再绕太阳运行，而是飞到太阳系以外的地方，这个速度叫做第三宇宙速度，也叫速度。
二、人造卫星
1、发射速度与运行速度是两个不同的概念
（1）发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时的．
①宇宙速度均指速度
②第一宇宙速度是在地面卫星的速度，也是地球运行的速度
（2）运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的．当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于宇宙速度．
注意：卫星的实际运行速度一定发射速度．
2、人造卫星的轨道
（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的
是哪几条？
卫星的轨道必须是以为圆心的圆周轨道
3、人造地球卫星的运行规律
思考：对于绕地球运动的人造卫星：
（1）离地面越高，向心力越
（2）离地面越高，线速度越
（3）离地面越高，周期越
（4）离地面越高，角速度越
（5）离地面越高，向心加速度越
低轨、高速（线速度、角速度和加速度）周期短
我们能否发射一颗周期为80min的卫星？
[来源:
三、地球同步卫星
所谓地球同步卫星是指相对于地面的人造卫星，它在轨道上做匀速圆周运动，跟地球自转，它的周期：T＝
练习:求同步卫星离地面高度
地球同步卫星的特点:
1、所有的同步卫星只能分布在的一个确定轨道上（静止轨道），即同步卫星轨道平面与地球赤道平面，卫星离地面高度为。
2、对同步卫星：其r、h、v、ω、T 、g'均为确定值
卫星的变轨问题
变轨原理：
比较v1、v2、v3的大小?
四、梦想成真
巩固训练
2
1、要使人造卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度是__ __km/s.
要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，必须使它的轨道速度等于或大于
__ __km/s.
要使它飞行到太阳系以外的地方，它的速度必须等于或大于__ __km/s.
2.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是（）
A、它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B、它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C、它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D、它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度
必修二 科目◆物理 编制人： 复核人： 授课时间： 月 号 编号：
✂ 课后作业：
1 必做题：非常学案 课时作业（十）
✂ 板书设计：
✂ 课后反思：
侧(左)视图 2。