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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载万有引力定律的应用 一、设计基本理念与特点-人造卫星教学设计学科教学活动要以同学为主体,促进同学学问、技能、品德三维一体的全面进展；在本节课之前,学 生已把握了平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论,具备明白决问题的基本工具；教材中把 懂得人造卫星的发射原理作为重点与难点,但是依据新课程的教学理念主要是培育同学分析为题解决问题 的才能,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 胆的转变传统的教材思路,先分析人造卫星的运行特点,在说明人造卫星
2、的发射原理；因此课堂中对人造 卫星的运动规律的熟悉主要实行：分析现象 发觉规律 摸索原理 说明问题的思路,对于人造卫 星的发射原理主要实行：设疑摸索启示引导这样一条主线,在设计中突动身挥同学的主体作用,激 发勉励同学的大胆摸索、积极参加,让同学通过自己的分析争论来把握猎取相关的学问和方法；二、教学背景分析（1）教材分析万有引力定律的应用-人造卫星 系新课程鲁科版必修2 第五章其次节内容,重点叙述了人造卫星的发射原理,推导了第一宇宙速度,并介绍了其次、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特别重 要实例,是人类战胜自然的见证,表达了学问的力气,是同学学习明白现代科技学问的 一个
3、极好素材； 教材不但 介绍了人造卫星中一些基本理论,更是在其中渗透了许多争论实际物理问题的物 理方法；同学通过前面的学习已经知道了行星的运动规律,因此在分析人造卫星的运动学特点,和动力学 特点可实行类比的方法,近而进一步懂得应用万有引力定律分析天体运动的方法；因此,本节课是“ 万有 引力定律与航天” 中的重点内容,是同学进一步学习、争论、探究天体物理问题的理论基础；另外,同学 通过对人类在宇宙航行领域中的宏大成就及我国在航天领域成就的明白,增强同学的民族自信心和骄傲 感；（2 ）学情分析同学已把握了运动的合成与分解、牛顿运动定律、圆周运动等章节的理论；并在本章之前学习了万有引力定律的学问,能运
4、用万有引力定律揭示一些天体运动的特点；学 生可以类比行星运动的特点原理自己分析人造卫星的规律；另外同学也可以利用前面的学问和对宇宙秘密的奇怪心来探究人造卫星的发射及宇 宙速度； 同学可以通过联想上一章所学的对平抛物体的运动的处理方法来探究牛 顿的摸索, 以地心为参考 系平抛出去的物体从空间运动成效上可分解为指向地心的自由落体运动和绕地心的匀速圆周运动；而这两 个分运动都是变速度运动,它们都需要一个指向地心的力来维护它们各自的运动状态；因此万有引力就有 要转变两个运动状态的成效,即要既要产生自由落体加速度又要产生向加速度；当万有引力只能供应向心 力时,自由落体加速度就变成零,这样平抛出去的物体就
5、落不下来了,从而得到第一宇宙速度；再依据圆 周运动和机械运动的学问可知道速度再大一些会做椭圆运动或摆脱地球对它的约束；这样,人们就可以到 更远的地方去探究宇宙的秘密了 （3）教学重点,难点教学重点：卫星运行的动力学特点规律,近地卫星、地球同步卫星运行规律；教学难点： 卫星的运行速度与发射速度的区分； 地球同步卫星的特点；三、教学目标（一）学问与技能（1）明白人造卫星的有关学问；（2）分析人造卫星的运动规律近把握近地卫星、地球同步卫星运行规律；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 6 页 - - - - - - - - - 名师归
6、纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载（3）把握三个宇宙速度的物理意义；（4）会推导第一宇宙速度；（5）简洁明白航天进展史；（6）能用所学学问求解卫星基本问题；（二）过程与方法（1）培育同学观看数据分析数据的才能；（2）培育同学科学推理、探究才能；（3）培育同学在处理实际问题时,如何 构建物理模型的才能；（4）学习科学的思维方法培育同学归纳、分析和推导及合理表达才能；（三）情感态度与价值观 介绍世界及我国航天事业的进呈现状,激发学习科学,喜爱科学的激情,增强民族自信心和骄傲感；【教学方式 】演示、讲授、合作沟通；【教学手段 】多媒体设
7、备、物理课件；四、教学过程与教学资源设计第一环节：新课引入老师：（ppt 关于嫦娥奔月的图片）“ 嫦娥奔月” 一个漂亮的传奇承载着多少中国人千百年来飞天的理想；同学：观赏图片；老师：20XX 年 10 月 1 日,我国在西昌卫星发射中心胜利发射了嫦娥二号卫星为我国探月工程的开展,迈出了更为坚实的一步； ,下面请同学们和老师一起观看嫦娥二号卫星发射升空出色的瞬时；（播放嫦娥二号卫星发射视频）老师：仰视星空,浩渺的宇宙苍穹给人以无限遐想,千百年来,人类始终憧憬能插上翅膀飞出地球,去 探究宇宙的秘密,李白的“ 俱怀逸兴壮思飞,欲上青天揽明月” 是怎样的一种豪情？到今日这一理想实现 了吗？同学：实现了
8、； （激起同学爱好）老师：人们利用卫星,掀开了人类探究宇宙的新篇章；提问：大家对卫星明白多少呢？同学：积极回答,各小组组长代表小组向班级同学呈现她们对卫星的争论；同学播放ppt 通过呈现图片介绍世界各国及我国发射人造卫星的基本情形,包括数量,种类,用途；）同学：观看图片,明白航天技术的进展情形 本环节设计目的：1通过老师的语言魅力,和图片激发同学的学习爱好 2通过介绍世界各国及我国的航天技术的进展激发同学的爱国热忱 3随着网络的普及同学已可以通过网路明白一些新事物,课下争论性学习的作业布置给同学,课堂 同学呈现提高同学的学习爱好；在轻松的环境中引入新课；其次环节：人造卫星规律的探究 过渡老师：
9、说的很好,信任我们的同学对卫星已经有了初步的明白,在刚刚大家的介绍过程中,有一组数 据引起老师的留意,老师将它们列成表格：卫星参数在轨高度 H运行速度运行周期 第 2 页,共 6 页 vT天宫一号382KM7.88KM/s约 90 分钟东方红一号728.25KM7.55KM/s114 分钟细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -鑫 诺六 号通 信广35786 KM 学习必备欢迎下载23 小时 56 分 4 秒3.1KM/s播卫
10、星老师提问观看数据摸索：1不同卫星的其运行轨道相同吗？2不同的卫星运行时有什么规律？3你能试着用你学过的学问说明为什么有这样的规律吗？演示课件：几颗不同轨道卫星同时绕地运行动画,从而直观判定以上变化关系同学： 1观看数据,发觉规律；2合作沟通,类比行星运动特点分析人造卫星的运行特点；3试着从力和运动的角度分析问题；老师引导同学发觉；人造卫星运行特点运动学特点：（板书）1轨迹：椭圆 有的近似为圆2人造卫星的半径不同,其运行的周期也不同,而且半径越大,其周期越大；3类比行星运动分析缘由,卫星环绕地球作匀速圆周运动,需要向心力；地球和卫星之间的引力供应向心力；4同学自己应用前面万有引力学问分析卫星与
11、地球间的万有引力供应了向心力（板书）（1）由得, r 越大, v 越小（2）由得,r 越大,越小（3）由得,r 越大, T 越大老师小结：卫星绕地运转轨道半径越大,速度越小、角速度越小、周期越大；（板书）本环节设计目的：通过同学观看数据对卫星运动有一个形象熟悉,同时培育同学观看数据,提起有用数据,和分析数据的才能；通过引导同学类比行星运动特点分析卫星运动规律,渗透科学的思维方法；通过同学相互沟通,争论的形式,调动同学积极的参加课堂教学；同时培育同学从物理学的角度摸索问题的才能,和表达才能；最终同学自己发觉卫星运动规律并能够应用物理学问解决实际生活中的问题；第三环节：宇宙速度老师：反之卫星绕地运
12、转轨道半径越小,速度越大、角速度越大、周期越小；那么卫星运行的半径能很小很小吗？同学：不能,最小为地球的半径摸索问题 1：近地面的卫星的速度是多少呢？细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 6 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备欢迎下载R 代入,可以求出：对于靠近地面的卫星,可以认为此时的r 近似等于地球半径R,把 r 用地球半径v 1Gm R6 6711 10 5 89 106 6 37 1024m s7 9km s这就是人造地球
13、卫星在地面邻近绕地球做匀速圆周运动所必需具有的最低发射速度,也是最大的运行速 度,也叫做第一宇宙速度；1第一宇宙速度 79 km/s 定义：人造卫星在地面邻近绕地球作匀速圆周运动所必需具有的速度；摸索：发射什么样的卫星最简洁？同学争论 统一结论：高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难,缘由是高轨道发射卫星时火箭要克服地球对它的 引力做更多的功；以第一宇宙速度发射卫星时其刚好能在地球表面邻近作匀速圆周运动；速度,卫星将落到地 面而不能绕地球运转；进入半径越大的轨道,所需要的发射 V 越大；假如卫星的速度小于第一宇宙摸索：这与刚才得出的半径越大的轨道,所需要的 运行速度 V 越小冲突吗？争论：人造卫星
14、的发射速度与运行速度是两个不同的概念；（1）发射速度所谓发射速度是指被发射物在地面邻近离开发射装置时的初速度,并且一旦发射后就再无能量补充,被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升肯定 的高度,进入运动轨道；要发射一颗人造地球卫星,发射速度不能小于第一宇宙速度；如发射速度等于第一宇宙速度,卫星只能“ 贴着” 地面近地运行；假如要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行,就必需使发射速度大于第一宇宙速度；（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线速度；当卫星“ 贴着” 地面运行时,运行速度等于第一宇宙速度；依据可知,人造卫星距地面越高（即轨道半径r 越大）,运行速度越小；实际上
15、,由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径,所以卫星的实际运行速度肯定小于发射速度；介绍；（板书）运行速度 指卫星在稳固的轨道上绕地球转动的线速度发射速度 指被发射物体离开地面时的水平初速度类比得出：（板书） 2其次宇宙速度（脱离速度）：意义：使卫星摆脱地球的引力束缚,成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度；假如人造天体的速度大于 11 2km/s 而小于 167km/s,就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；3第三宇宙速度（逃逸速度）：意义：使卫星摆脱太阳引力束缚的最小发射速度；假如人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公转方向发射时,束缚而邀游太空了；就可以摆脱
16、地球和太阳引力的随着科学技术的进展,我们探测太空的脚步会越走越快,越走越远； 或许有一天我们也能到其它星球旅行定居；（动画呈现三大宇宙速度）细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 6 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载第四环节：卫星发射原理老师：【问题】地面上的物体,怎样才能成为人造地球卫星呢？介绍牛顿的卫星设想（FLASH）老师引导：我们抛一物体怎样才能抛的远？争论：依据平抛运动同学知道：速度越大,越远,那速度足够大,又
17、有什么现象？同学探讨：统一结论：不落回地球；老师总结：这时由于有引力在,卫星想落回地面,但有肯定的速度又落不回地面就形成了卫星？摸索：物体需要多大的发射速度,才能刚好贴着地面转？同学争论老师点拨：这时（r=R）得出第一宇宙速度7 9 km/s同学：本环节设计目的：初步建立卫星的运动模型；利用助学课件出现直观、鲜明的图景,为同学的摸索搭台 阶；引导同学用物理模型的方法,调动已有的学问储备处理问题；通过先定性、后定量的方法,让同学的 认知逐步提升；第五环节：地球同步卫星老师： 卫星与我们的生产生活联系越来越紧密（【问题】 假如我们利用地球人造卫星对地球上的ppt 呈现卫星在我们的生产、生活的应用）
18、A 位置进行观测, 通过前面的运算我们知道卫星最快也要间隔 85 分钟才能再次飞临A 处上空,假如我们要对该地进行24 小时不间断的观测,请问大家有什么方法可以实现？同学探究：同步卫星有以下几个特点：1同步卫星的运行方向与地球自转方向一样2同步卫星的运转周期与地球自转周期相同,老师：地球同步卫星的轨道又该是怎样的呢 同学探究：呈现同学画的同步卫星轨道T24 h.（3同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度老师同学共同探究得出结论：同步卫星的轨道肯定与赤道平面共面且在肯定高度本环节设计目的：通过同学争论探究同步卫星的运行及轨道特点、,培育同学的语言表达才能；培育同学从物理角度分析实际生活的才能；
19、并切实懂得人造卫星的动力学特点,和运动学特点；五、学习成效评判设计（1）同学完成课堂检测1关于第一宇宙速度,下面说法：它是人造卫星绕地球飞行的最小速度；它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度；它是人造卫星绕地球飞行的最大速度；它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度；以上说法中正确的有（）A B C D2对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星,以下说法正确选项（）A人造地球卫星的实际绕行速率肯定大于 7 9km/sB从卫星上释放的物体将作平抛运动C在卫星上可以用天平称物体的质量D我国第一颗人造地球卫星（周期是684 103s）离地面高度比地球同步卫星离地面高度小 第 5 页,共 6 页 细心
20、整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载3某同学通过直播得知“ 神舟” 六号在圆轨道上运转一圈的时间小于 星进行比较而得出以下结论,其中正确选项（）A“ 神舟” 六号运行的向心加速度大于同步卫星的向心加速度 B“ 神舟” 六号在圆轨道上的运行速率小于同步卫星的速率C“ 神舟” 六号在圆轨道上的运行角速度小于同步卫星的角速度 D“ 神舟” 六号运行时离地面的高度小于同步卫星的高度24 小时,由此他将其与同步卫4三颗
21、人造地球卫星 A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动,且绕行方向相同,已知 RARBRC ；如在某一时刻, 它们正好运行到同一条直线上,如下列图； 那么再经过卫星 A 的四分之 一周期时,卫星 A、B、C的位置可能是（）（2）同学小结本节课的学问重点 知道卫星的运行规律和动力学特点；知道发射卫星的 3 个宇宙速度；（3）回家搜集明白更多的与卫星相关的学问；六、点评1从教学设计理念上：本节课在设计中突动身挥同学的主体作用,激发勉励同学的大胆摸索、积极参加, 让同学通过自己的 分析争论来把握猎取相关的学问和方法；2从教学环节上：转变了原有的教学思路,而以同学原有的学问认知为基础,将新的问题情形类比旧的学问的方式提出,使同学即能巩固旧的学问,又可在分析新问题中获得新学问；从而使同学在老师的层层设问中,自己分析体会人造卫星的运行特点和发射原理3从教学成效上：从观看数据开头,老师设计的教学环节,就能使不同层次的同学都能参加中来,而同学的分组争论和 沟通合作的形式,也让同学能够充分的摸索问题；从而达到了活跃课堂提高教学效率的目的；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 6 页 - - - - - - - - -