第5節(jié) 宇宙航行新課教學(xué)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、宇宙速度師組織學(xué)生觀看常娥一號(hào)發(fā)射并到達(dá)月球的全過程flsh動(dòng)畫和閱讀教材宇宙速度。呈現(xiàn)問題一:1、拋出的石頭會(huì)落地,為什么衛(wèi)星、月球沒有落下來?2、衛(wèi)星、月球沒有落下來必須具備什么條件?師:演示拋物實(shí)驗(yàn),提出問題。牛頓的思考與設(shè)想: (1)拋出的速度v越大時(shí),落地點(diǎn)越遠(yuǎn),速度不斷增大,將會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果? (2)牛頓根據(jù)自己的設(shè)想草擬了一幅極富創(chuàng)意的人造衛(wèi)星原理圖。  (3)牛頓的設(shè)想由于受技術(shù)條件的限制,物體不可能達(dá)到這樣的速度,但他的思想啟發(fā)了后人,在太空探索中立了頭功。呈現(xiàn)問題二:1、平拋物體的速度逐漸增大,物體的落地點(diǎn)如何變化? 2、速度達(dá)到一定值后,物體能否落回地面? 3、若不能,此速度必須滿足什么條件?    4、若此速度再增大,又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?    5、此拋出的物體速度增大何種程度才能繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)?           師:(1)由上面的第5問求得的拋出的物體速度v=7.9km/s時(shí)才能繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),這一速度就是第一宇宙速度,也是發(fā)射衛(wèi)星能繞地球做環(huán)繞飛行的最低發(fā)射速度。意義:第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度,所以也稱為環(huán)繞速度。(2)第二宇宙速度大小。意義:使衛(wèi)星掙脫地球的束縛,成為繞太陽運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度,也稱為脫離速度。注意:發(fā)射速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓;等于或大于11.2km/s時(shí),衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力,不再繞地球運(yùn)行。(3)第三宇宙速度。大?。?/span>。意義:使衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度,也稱為逃逸速度。注意:發(fā)射速度大于11.2km/s,而小于16.7km/s,衛(wèi)星繞太陽作橢圓運(yùn)動(dòng),成為一顆人造行星。如果發(fā)射速度大于等于16.7km/s,衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛,飛到太陽系以外的空間。人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度(1)發(fā)射速度:發(fā)射速度是指衛(wèi)星在地面附近離開發(fā)射裝置的初速度,一旦發(fā)射后再無能量補(bǔ)充,要發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星,發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。(2)運(yùn)行速度:運(yùn)行速度指衛(wèi)星在進(jìn)入運(yùn)行軌道后繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。當(dāng)衛(wèi)星貼著地面飛行時(shí),運(yùn)行速度等于第一宇宙速度,當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑時(shí),運(yùn)行速度小于第一宇宙速度。3.同步衛(wèi)星所謂同步衛(wèi)星,是相對(duì)于地面靜止的,和地球具有相同周期的衛(wèi)星,T=24h,同步衛(wèi)星必須位于赤道上方距地面高h(yuǎn)處,并且h是一定的。同步衛(wèi)星也叫通訊衛(wèi)星。得:h=  (T為地球自轉(zhuǎn)周期,M、R分別為地球的質(zhì)量,半徑)。代入數(shù)值得h=。 二、夢(mèng)想成真呈現(xiàn)問題    師:探索宇宙的奧秘,奔向廣闊而遙遠(yuǎn)的太空,是人類自古以來的夢(mèng)想,那么夢(mèng)想成真了嗎?請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材夢(mèng)想成真部分.   讓學(xué)生帶著問題去閱讀課文                  組織學(xué)生討論猜測(cè):1、平拋物體的速度逐漸增大,物體的落地點(diǎn)逐漸變大。2、速度達(dá)到一定值后,物體將不再落回地面。3、物體不落回地面時(shí)環(huán)繞地面做圓周運(yùn)動(dòng),所受地面的引力恰好來提供向心力,滿足4、若此速度再增大,物體不落回地面,也不再做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力不能提供所需要的向心力,從而做離心運(yùn)動(dòng),軌道為橢圓軌道5、根據(jù)萬有引力與向心力公式得=7.9km/s                                  生:1957年10月4日,世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功.    1961年4月12日,蘇聯(lián)空軍少校加加林進(jìn)入了東方一號(hào)載人飛船.火箭點(diǎn)火起飛繞地球飛行一圈,歷時(shí)108min,然后重返大氣層,安全降落在地面上,鑄就了人類進(jìn)入太空的豐碑.    1969年7月16日9時(shí)32分,阿波羅11號(hào)成功登臨月球,蛾人航天技術(shù)迅速發(fā)展.    1992年,中國(guó)載人航天工程正式啟動(dòng).2003年10月15日9時(shí),我國(guó)神舟五號(hào)宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,把中國(guó)第一位航天員楊利偉送人太空.飛船繞地球飛行14圈后,于10月16日6時(shí)23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng).這次成功發(fā)射實(shí)現(xiàn)了中華民族千年的飛天夢(mèng)想,標(biāo)志著中國(guó)成為世界上第三個(gè)能夠獨(dú)立開展載人航天活動(dòng)的國(guó)家,為進(jìn)一步的空間科學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ). 伴隨著神舟五號(hào)的發(fā)射成功,中國(guó)已正式啟動(dòng)嫦娥工程,開始了宇宙探索的新征程.   激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣               培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)與理論的結(jié)合,對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行大膽科學(xué)猜測(cè)的能力。                                                                             使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生觀和價(jià)值觀。課堂小結(jié):1、萬有引力定律和向心力公式相結(jié)合,可以推導(dǎo)出衛(wèi)星繞行的線速度、角速度、周期和半徑的關(guān)系,記住三種宇宙速度的數(shù)值,結(jié)合航天知識(shí)可以進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算。同步衛(wèi)星是眾多衛(wèi)星當(dāng)中較特殊的一種,認(rèn)識(shí)它的特點(diǎn)和規(guī)律可以用來求解很多題目。2、萬有引力定律應(yīng)用于衛(wèi)星問題,是牛頓第二定律在天體運(yùn)行中的具體應(yīng)用,把握好萬有引力定律、牛頓第二定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)及其他力學(xué)知識(shí)的綜合,是解答本節(jié)問題的關(guān)鍵。          板書設(shè)計(jì)5 宇宙航行1、宇宙速度    7.9km/s     11.2km/s    16.7km/s    第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是在軌道上運(yùn)行的最大速度2、人造地球衛(wèi)星3、同步衛(wèi)星   定點(diǎn)在赤道上空,周期T、高度h、線速度v一定。4、夢(mèng)想成真(1)世界的成就(2)中國(guó)的成就     

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5. 宇宙航行

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