人教版高一物理必修二教案-6.5宇宙航行
高中物理6.5《宇宙航行》教案(2)(新人教版必修2)
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、难点第一宇宙速度的推导、运行速率与轨道半径之间的关系★教学建议随着航天事业的飞速发展，人造地球卫星的应用也越来越广泛.从高考命题的指导思想来看，要求高考试题具有时代气息，反映现代科技的发展和动向，因此有关卫星的问题将继续是高考的热点问题。
解决卫星的运动问题，其依据都是万有引力提供向心力，列出相应的方程，就可得出向心加速度、线速度、角速度、周期跟轨道半径的关系.通过例题和练习，帮助学生掌握这一基本方法。
★教学片段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。
1、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。
2、由平抛物体的运动规律知：x =v 0t① h =221gt 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。
3、当平抛的水平初速度足够大时，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。
学生活动：阅读课文，找出相应答案。
1、卫星绕地球运转时做匀速圆周运动，此时的动力学方程是：G rv m r Mm 22= 2、向高轨道发射卫星时，火箭须克服地球对它的引力而做更多的功，对火箭的要求更高一些，所以比较困难。
高一物理教案6.5宇宙航行教案
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21、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。
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。
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。
2024-2024学年高一下学期物理人教版必修二第六章第五节宇宙航行教案
2024-2024学年高一下学期物理人教版必修二第六章第五节宇宙航行教案一、教学目标1.知识与技能（1）了解宇宙航行的基本原理和方法。
（2）掌握宇宙速度的计算和应用。
（3）理解卫星轨道、变轨和轨道机动的基本概念。
2.过程与方法（1）通过实例分析，培养学生的观察能力和思维能力。
（2）通过小组讨论，提高学生的合作能力和表达能力。
3.情感态度与价值观（1）激发学生对宇宙航行的兴趣，培养探索精神。
（2）培养学生热爱科学、勇于实践的品质。
二、教学重难点1.重点（1）宇宙航行的基本原理。
（2）宇宙速度的计算和应用。
（3）卫星轨道、变轨和轨道机动的基本概念。
2.难点（1）宇宙速度的计算。
（2）卫星轨道和轨道机动的理解。
三、教学过程1.导入新课（1）提问：同学们，你们知道我国航天事业的发展历程吗？有哪些著名的航天任务？2.教学内容（1）宇宙航行的基本原理①介绍宇宙航行的定义和意义。
②讲解宇宙航行的基本原理，如牛顿定律、开普勒定律等。
（2）宇宙速度①讲解宇宙速度的定义和计算方法。
②举例说明宇宙速度在实际应用中的重要性。
（3）卫星轨道①介绍卫星轨道的基本概念，如椭圆轨道、圆轨道等。
②讲解卫星轨道的计算方法。
（4）变轨和轨道机动①介绍变轨和轨道机动的概念。
②讲解变轨和轨道机动的方法。
3.实例分析（1）分析我国“嫦娥五号”月球探测任务的轨道设计和速度计算。
（2）讨论“天问一号”火星探测任务的轨道机动和轨道修正。
4.小组讨论（1）讨论：如何设计一个地球同步轨道卫星的发射方案？（2）分享：各小组展示讨论成果，交流设计思路。
5.课堂小结（2）布置作业：预习下一节课内容，思考如何利用宇宙速度实现卫星的轨道机动。
四、教学反思1.本节课通过实例分析和小组讨论，使学生更好地理解宇宙航行的基本原理和方法。
2.在讲解宇宙速度和卫星轨道时，注意引导学生运用所学知识解决实际问题。
3.对于轨道机动和变轨的内容，可以适当增加实例，帮助学生更好地理解。
高中物理6.5宇宙航行教案1新人教版必修2
教法及教具
自主探究、交流讨论、自主归纳
教
学
过
程
教
学
过
程
教学内容
个案调整
教师主导活动
学生主体活动
【自学指导1】：
引导学生阅读教材回答问题
【点评】：
引导学生定量计算，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性认识。
【自学指导2】：
引导学生阅读教材，出示提纲，思考问题
C．根据 ，卫星的角速度减小到ω／2
D．根据 ，卫星的向心力减小到原来的1／4
【使用说明及学法指导】
1.阅读教材认真完成导学案，疑难问题用红笔标出，组内讨论完成
2.教师讲完后，学生用双色笔修正再交由教师批改
【做一做】：
阅读课文，从课文中找出必要的信息，在练习本上进行定量计算
【展示】：
阅读课本，思考问题，学生代表发表见解
6.5宇宙航行（1）
课题
6.5宇宙航行（1）
课型
新授课
教学目标
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。
重点
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。
难点
1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。
【例题2】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？
（三）、梦想成真
引导：探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的太空，是人类自古以来的梦想，那么梦想成真了吗?请同学们阅读教材“梦想成真”部分．了解相关内容：
3、当堂检测：
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。
人教版高一物理必修二 第六章 第五节 宇宙航行 教学设计
知识与技能： 1） 了解人造地球卫星的最初构想 2） 知道三个宇宙速度的含义和数值，会推倒第一宇宙速度 3） 掌握人造地球卫星的处理方法,会求轨道半径、角速度、线速度、周期。 4） 了解人类发展对航天事业的贡献 过程与方法： 1） 通过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。
教学目标
2） 通过人造卫星的加速度、 速度、 角速度、 周期跟轨道半径的关系的讨论， 进一步理解卫星的有关规律。 3） 通过学生自己搜集报告航天事业及相关科学的过程， 补充学生相关知识 同时培养学生自学和应用网络资源的能力。 情感态度与价值观： 1） 通过介绍和多媒体展示牛顿对于人造地球卫星的最初构想， 使学生体验 科学探索的过程。 2） 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。 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价值观。
学生活动 回答：它们的落地点不 同，速度越大，落地点离 山脚越远。
设计意图 以学过的平 抛运动知识 引入到人造 地球卫星知 识的学习，不 但使学生了
学生猜想并交流想法。
解科学探索 的过程，更让 学生体会到 尖端科学的 最初设想都 是从已知的 简单科学知 识出发的。激 发学生对基 础知识的兴 趣，增强学生 对科学探索 的信心。
第六章 第五节 宇宙航行 教学设计
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。在宇宙速度的教学部分，教师合理的为学生搭建 台阶，学生建立物理模型应用已知的圆周运动和万有引力定律推导 人造卫星的环绕速度，培养学生解决物理问题的能力。高一年级的
设计思想
学生学习兴趣浓厚，但是学习上比较有依赖性，本节课程除了宇宙 速度部分需要老师的引导，大部分都可以让学生参与课堂教学中进 行自学互学，这正是一个培养学生学习方法的好机会。学生通过搜 集、 整理、 汇报的形式完成这一部分的学习， 真正成为课堂的主体， 培养自学能力的同时，增强了同学间的合作互助能力。
人教版高中物理必修二6.5宇宙航行教案(1)
第六章万有引力与航天第5节宇宙航行【教学目标】：(一)知识目标：⑴了解人造卫星的有关知识⑵知道三个宇宙速度的含义⑶会计算第一宇宙速度⑷知道地球同步卫星的有关知识(二)能力目标：在学习牛顿对宇宙航行的思考过程的同时，学习科学猜想与假设的方法(三)德育目标：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，通过我国航天成就的介绍，激发学生的民主自豪感【教学重点】：第一宇宙速度的推导【教学难点】：卫星的发射速度与运行速度的的准确理解【教学方法】：演示、讲练结合【教学用具】：视频课件《人造卫星的发射、人造卫星围绕地球的运动》；多媒体投影仪。
【教学过程】：(一)复习提问:1.牛顿第二定律及公式2.向心加速度的各种表达式3.万有引力定律的表达式(二)新课教学：一.引入新课:1.播放视频课件《人造卫星的发射、人造卫星围绕地球的运动》2.1970年4月24日,我国发射了第一颗人造地球卫星, 到现在我国已发射了多颗人造地球卫星.1975年,我国就掌握了使卫星返回地面的回收技术,成为世界上第三个掌握这种先进技术的国家.1984年4月8日, 我国发射了一颗试验通讯卫星, 把卫星准确地运送到指定位置的同步轨道上. 2003年10月15日,我国神舟五号载人飞船成功发射，将中国第一位航天员送于太空.这节课我们来学习有关人造地球卫星发射和运行的基本知识.二.讲授新课:1.牛顿的人造卫星设想:如果地面上空有一个相对于地面静止的物体, 它只受到重力的作用,那么它将做自由落体运动.如果物体在空中具有一定的初速度, 且初速的方向与重力方向垂直,那么它将做平抛运动.牛顿就曾设想, 从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,则落点一次比一次远,如不计空气的阻力,当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面上来,而围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星了.（介绍牛顿设想卫星射的示意图）2.宇宙速度:⑴第一宇宙速度:当物体的水平速度达到多大时,物体在重力作用下, 才不会落到地面上来,而围绕地球作匀速圆周运动,成为人造地球卫星呢?由于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,它就是卫星做匀速圆周运动所需要的向心力,即:GMm/r2=m V2/r∴V=（GM/r）1/2从上式可见,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R地, 地球对物体的引力,近似等于卫星的重力mg,则有:V=（gR地）1/2将g=0.0098km/s2和R地=6370km代入上式有: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,叫第一宇宙速度.也叫环绕速度.说明：①第一宇宙速度7.9km/s是卫星的最小发射速度，最大环绕速度②由于卫星绕地球运行的向心力是万有引力，所以所有卫星轨道的圆心都在地心上⑵第二宇宙速度:如果人造地球卫星进入轨道的速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,它绕地球运行的轨迹就不是圆而是椭圆了.当卫星的速度等于或大于11.2km/s的速度时,卫星就可以挣脱地球的引力的束缚,成为绕太阳运动的人造行星,或飞到其它行星上去.所以11.2km/s这个速度叫做第二宇宙速度.也叫脱离速度说明：是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度⑶第三宇宙速度:达到第二宇宙速度的卫星还受到太阳的束缚, 要想挣脱太阳的束缚,飞到太阳系以外的空间,速度必须大于16.7km/s, 这个速度叫做第三宇宙速度.也叫逃逸速度是挣脱太阳束缚的最小发射速度。
高中物理人教版必修二第六章6.5宇宙航行 优秀教案分析
（2）通过用万有引力定律和圆周运动的知识推导第一宇宙速度，提高学生运用所学知识分析和解决问题的能力，培养学生科学探究能力。
（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。
3、情感态度与价值观
（1）了解人类探索太空的过程，感受科技发展对人类进步的巨大促进作用，通过对我国航天事业的了解，参透爱国主义教育。
学生思考并回答：
如果卫星的发射速度比7.9km/s大一点，地球的引力将不足以为其提供做圆周运动的向心力，开始做离心运动。
教师补充：同学们回答得不错！如果卫星的发射速度比7.9km/s大一点，地球的引力将不足以为其提供做圆周运动的向心力，先做离心运动，最终绕地球运动的轨迹是椭圆而不是圆，至于轨道为什么是椭圆，将来可结合数学知识证明（介绍近地点、远地点），且卫星做变速率运动，发射速度越大，椭圆越扁。
第二宇宙速度：V2=11.2km/s，卫星挣脱地球引力束缚所需的发射速度
第三宇宙速度：V3=16.7km/s，卫星挣脱太阳引力束缚所需的发射速度
三、卫星的运行规律
发射速度和运行速度
同步卫星
四、梦想成真：了解了人类的航天发展史。
一、创设情境，激发情感，引入新课
利用多媒体观看各类航天卫星图片
教师：探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的太空，是人类自古以来的梦想。“嫦娥奔月”“神七问天”“神八与天宫一号对接”标志着我国掌握世界上最先进的航天技术。那么，卫星是如何上天的？是如何到达指定高度的？会掉下来吗？是什么力使卫星能绕地球飞行？本节课，我们就来学习人类如何走出地球，飞上宇宙，进行宇宙航行的。
二、新课教学
1、引导学生猜想、提出“牛顿的设想”。
高中物理人教版必修二6.5 教学设计 《宇宙航行》
《宇宙航行》《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。
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）会解决涉及人造地球卫星运动的简单问题（4）通过实例了解人类对太空的探索历程。
2．过程与方法：(1)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．情感态度与价值观：(1)通过对我国航天事业发展的了解，进行爱国主义教育(2)关心国内外航空事业的发展现状与趋势，有将科学技术服务于人类的意识。
1．教学重点：会推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度2．教学难点：人造地球卫星的轨道特点、运行特点及对同步卫星的理解多媒体课件(flash 8制作)、投影仪、计算机【新课引入】幻灯片展示图片）浩瀚的宇宙、闪烁的星空，一直牵引着人类无限的遐想。
遨游太空是炎黄子孙们很久以来的梦想。
在中国古代，流传着“嫦娥奔月”“玉兔捣药”，以及“鲲鹏展翅”“ 九天揽月”的传说。
炎黄子孙们用他们富有激情的超凡的想象力，简单地刻绘着炎黄飞天梦。
现在梦圆了，神舟五号成功飞天，让我们激动地告诉全世界：千年梦，今朝圆了！神舟六号安全返回，让我们自豪地告诉全世界：千年梦，今朝再圆！嫦娥一号顺利升空，让我们骄傲地告诉全世界：千年梦，今朝又圆！杨利伟飞向太空，翟志刚太空漫步，那是我们国人的骄傲和自豪，今天我们也来一次《宇宙航行》之旅，进一步探究宇宙的奥妙，同学们你们准备好了吗？课前预习：1.行星运动向心力的来源和关系式？2.v、w、T与轨道半径r的关系【新课教学】问题进一步深化问题1：小球从同一高度做平抛运动，随初速度的增大，轨迹将如何变化？问题2地球是个球体，如果抛出速度很大时，我们还能将地面看作平面吗？（不能）问题3如果速度继续一直增大，会出现什么情况呢？教师：牛顿曾说过：“没有大胆的猜测就不可能作出伟大的发现。
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。
2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天5宇宙航行(2)教案新人教版必修2
（1）知识方面：学生已经学习了万有引力定律、第一宇宙速度等基本概念，为本节课的学习奠定了基础。但部分学生对卫星轨道稳定性、航天器轨道计算等知识掌握不扎实。
（2）能力方面：学生具备一定的物理思维和解决问题的能力，但在航天器轨道计算方面的实践能力有待提高。同时，部分学生在分析实际问题时，容易将理论知识与实际情境相脱离。
（五）教学资源
1.提供与宇宙航行（2）内容相关的拓展阅读材料，如航天科技发展史、航天器设计原理等。
2.鼓励学生进行课后自主学习和探究，如通过网络资源、图书馆书籍等渠道，进一步了解宇宙航行的相关知识。
作业布置与反馈
作业布置：
1.根据本节课的学习内容，布置适量的课后习题，让学生巩固宇宙速度、卫星轨道稳定性等知识点。
2.布置一个实践性作业，要求学生设计一个简单的航天器轨道计算程序，模拟航天器的发射和轨道转移过程。
3.布置一篇小论文，让学生探讨宇宙航行与人类社会发展的关系，如航天技术对通信、气象、地理等领域的影响。
作业反馈：
1.及时对学生的课后习题进行批改，指出学生在计算、推理等方面的错误，给出正确的解题方法和步骤。
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解宇宙航行（2）的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习宇宙航行（2）内容做好准备。
教师备课：
深入研究教材，明确宇宙航行（2）教学目标和宇宙航行（2）重难点。
准备教学用具和多媒体资源，确保宇宙航行（2）教学过程的顺利进行。
布置作业：
根据本节课学习的宇宙航行（2）内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。
高中物理 6.5《宇宙航行》教案2 新人教版版必修2
第六章万有引力与航天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3.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。
4.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5.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。
6.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22r Mm G r m v =有r GM v =，利用公式r v ω=有3r GM=ω，利用公式T πω2=有GMr T 32π=，据m F a =有2r GM a =。
师：对！总结起来就是【牢记】：r GM v = 3r GM =ω GM r T 32π=2r GM a = 例1、如图所示，4321m m m m >=>，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】：有上面公式即可，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。
A【解析】：ACD 可能，B 不可能。
【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 。
必修教材2第六章第5课时教案：宇宙航行
4 、理解 第一宇宙速 度的意义，了 解最小发射 速度和最大 运行速度
卢小柱个人电子教案(xzlu@)
人教版物理必修教材②
当相对于地球的发射速度大于 v1 而小于 v2 时，卫星就能绕地球做椭圆运动，速 度越大，半径越小； 当相对于地球的发射速度等于或大于 v2 时，卫星就脱离地球束缚成为太阳的一 颗行星； 当相对于地球的发射速度大于 v3，卫星飞到太阳系外。 三、同步卫星 1、人造卫星分类 人造卫星按运行轨道区分为低轨道卫星、中高轨道卫 星、地球同步卫星、太阳同步卫星、大椭圆轨道卫星和极 轨道卫星。人们更多的是按用途把人造卫星分为科学卫星、 应用卫星和技术试验卫星。 注意：所有人造卫星轨道的圆心都在地球球心。思考 为什么？ 2、同步卫星：与地球自转同步，即与地球的自转角速 度、周期等相等。 3、同步卫星的轨道：在赤道平面内。通常的通讯卫星都是同步卫星。 思考题： (1)发射一个用来转播电视节目的同步卫星，应使它与地面相对静止，已知地球 半径为 6400km，问此卫星应发射到什么高度？ (2)卫星绕地球运转的最小半径是多少？ (3)卫星绕地球运动的最短周期是多少？ 综合练习： 【例 1】地球同步卫星到地心的距离 r 可由r3= Mm GMT2 Mm 提示：由 G 2 =m 及 mg= G 2 r 4π2 r 得：r3= R2T2g 故：a 是地球半径；b 是地球自转周期或卫星运动周期；c 是地表 4π2 abc 求出。已知式中 a 的单位是 4π2
2 2
5 、独立 思考同步卫 星的特点， “同步”的意 义。思考同步 卫星为什么 只能在赤道 平面内。
6 、阅读 教材“科学漫 步” ，了解黑 洞的概念
m，b 的单位是 s，c 的单位是 m/s2，则 a、b、c 分别表示什么物理量。
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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）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。
课时安排：一节课
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；
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。
从认知特点及思维规律来看，学生容易接收表象、浅显的知识，不易接收推理性强、易混淆的知识。
五、教学方法
启发探究式教学、多媒体辅助教学。
六、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。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
（一）创设情境，激发情感，引入新课
同学们先看一段视频。
2007年10月24日，我国在西昌卫星发射中心成功的将“嫦娥一号”卫星送入太空，进入环月轨道对月球进行科学探测．今天我们就来学习如何发射卫星走出地球、飞向宇宙，进行宇宙航行的。
（板书课题）
（二）新课教学
一、宇宙速度
【创设情境】在地面附近水平抛出一个物体，当抛出速度较小时，物体做什么运动？如果抛出物体的速度逐渐增大，物体的落地点将如何变化？
学生：不考虑空气阻力，物体做平抛运动，如果抛出物体的速度逐渐增大，物体的落地点将越来越远。
（屏幕）探究一：如果平抛的初速度很大，飞行的距离很远，我们还能将地面看成平面吗？设想一下，如果抛出速度足够大，物体将如何运动呢？（1分钟）
学生：（思考并回答）地面不能看成平面而是球面，当速度足够大时，物体飞行的距离也很远，物体就不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。
（动画模拟你的想法）
教师：你的想法与牛顿当年的设想相同，牛顿在思考万有引力定律时就曾提出关于人造卫星的设想并发表在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中。
牛顿的人造卫星原理图
教师：从牛顿提出设想到第一颗人造卫星上天，历时了近三百年。
这是因为发射卫星所需的速度太大了，当时人类的科技水平还提供不了这样大的发射速度。
（先说）：现在我国想发射一颗人造地球卫星, 设想你就是负责该项工作的一位工程师,你能计算出发射卫星至少需要多大的速度吗?已知以下数据：地球半径R =6400km ，地球质量M =5.98×1024kg,引力常量 Ｇ=6.67×10-11Nm 2/kg 2（计算结果保留两位有效数字）请写在你的导学案上(2分钟后学生上黑板板演) 解法一：（学生1：板书）设地球和人造地球卫星的质量分别为M 和m ,地面附近卫星到地心的距离是R ,卫星的环绕速度为v ，万有引力提供向心力 R v m
R Mm G 2
2=,R GM v =, 代入数据得：s km v /9.7=。
若已知地面附近的重力加速度g =9.8m/s 2,能用另一种方法求出这一速度吗? 解法二：（学生2：板书）重力提供向心力（重力近似等于万有引力） R v m mg R
Mm G 2
2== 代入数据得：s km v /9.7=这两种推导方法都是正确的
教师：这就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度，又叫环绕速度。
提问：小于这个速度卫星能发射成功吗？不能，它会落回地面。
它是发射一个物体使其成为地球卫星的最小发射速度。
下面同学们思考
探究三：如果卫星的发射速度大于第一宇宙速度7.9km/s ，会出现什么情况呢？（思考2分钟后讨论与交流2分钟老师倾听学生的交流指导）（鼓励学生大胆猜想）
还会做匀圆吗？是椭圆轨道，地球在椭圆的哪个位置？发射后卫星离地心为什么越来越远？它受什么力?想做圆周运动需要什么力？提供的力等于需要的向心力吗？（思考回答）
学生1： 当人造卫星的发射速度大于7.9km/s 而小于11.2km/s （可能需要提问速度无论多大都绕地球转吗？有上限吗？），它的轨道不再是圆而是围绕地球运动的一个椭圆。
发射速度越大，椭圆轨道越“扁”，长轴越长（如图所示）。
）
学生2：如果卫星的发射速度达到11.2km/s 时它将摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造小行星。
我们把11.2 km/s 这个速度称为第二宇宙速度，又叫逃逸速度。
多大发射速度都绕太阳运动吗？引导学生回答：如
果发射速度大于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，太阳就成为该椭圆轨道
的一个焦点。
如果发射速度达到16.7 km/s ，物体将能
够摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，我们把
16.7km/s 这个速度称为第三宇宙速度，也叫脱离速度。
（演示宇宙速度Flash 课件，加深学生理解）
二.梦想成真
教师：探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的太空，是人类自古以来的梦想，梦想终于实现了。
今年的4月12日是人类载人航天事业55周年纪念日。
上周末我给同学们布置的学习任务是：航天事业的成就，全球定位导航系统，黑洞的奥秘三个问题，每个小组任选一个主题进行研究，并利用互联网搜集查找相关资料，制作汇报PPT 或海报，进行交流共享。
请小组代表来给大家展示交流。
展示顺序:航天，定位导航系统，黑洞（时间有限，其他小组的成果我都整理交给课代表，可以发到你们的邮箱里）
教师：尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月球不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕。
宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔。
宇宙有没有边界？有没有起始和终结？地外文明在哪里？……这些都是留给大家将来去解决的问题。
（三）课堂练习
1.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( B ) A. 2 倍 B.22 倍 C.12
倍 D.2倍 2．我国发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”，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181，月球的半径约为地球半径的14
，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( Ｄ )
A.0.4 km/s
B. 36 km/s
C.11 km/s
D.1.8 km/s
课堂小结：今天我们学到了什么？
1. 三种宇宙速度：
v 1=7.9km/s ．（会推导）；v 2=11.2 km/s ； v 3=16.7 km/s
2航天事业取得的成就激励着我们继续探索宇宙的奥秘
请同学们思考这样一个问题：前面同学们观看发射“嫦娥一号”探月卫星视频时，看到卫星要进行3次变轨， 卫星是怎样实现变轨的？这就是我们下节课要研究的问题．
（四）布置作业：完成检测案
板书设计
6.5 宇宙航行
一、宇宙速度
第一宇宙速度：s km /9.7 第二宇宙速度：s km /2.11
第三宇宙速度：s km /7.16。
二、梦想成真。