52第07章第05节卫星教案04 .doc
3页1、第五节 人造卫星 宇宙速度教学目的:1、了解人造卫星的有关知识2、掌握第一宇宙速度的推导. 了解第二、第三宇宙速度的意义教学重点:第一宇宙速度的推导教学难点:发射速度与环绕速度的区别教学方法:启发、讲授教学过程一、导入新课1.问:在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体,不计空气阻力,它们的落地点相同吗?学生:它们的落地点不同,速度越大,落地点离山脚越远.因为在同一座高山上抛出,它们在空中运动的时间相同,速度大的水平位移大,所以落地点也较远.教师:假设被抛出物体的速度足够大,物体的运动情形又如何呢?学生进行猜想.教师总结,并用多媒体模拟.如果地面上空有一个相对于地面静止的物体,它只受重力的作用,那么它就做自由落体运动,如果物体在空中具有一定的初速度,且初速度的方向与重力的方向垂直,那么它将做平抛运动,牛顿曾设想过:从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,落地点也一次比一次离山脚远,如果没有空气阻力,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,成为一颗绕地球运动的人造地球卫星,简称人造卫星.2.引入:那么人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢?本节课
2、我们就来学习这个问题。二、新课教学(一)宇宙速度1.设一颗人造卫星沿圆形轨道绕地球运转.教师:卫星绕地球运转的向心力由什么力提供?学生:由卫星所受地球的万有引力来提供.据上述关系你能得到什么表达式?学生:mr所以我们得到,T=2教师:在公式中,M为地球质量,G为引力恒量,r为卫星轨道半径.此式为卫星绕地球正常运转的线速度(环绕速度)和运行周期表达式.2.讨论v、T与r之间的关系:学生:由于GM一定,r越小,线速度v越大,反之,r越大,v越小.即:rv同理:rT,对于人造卫星vmax=7.9km/s,Tmin=84.4min教师:由此我们得到:距地面越高的卫星运转速率越小.那么,是向高轨道发射困难,还是向低轨道发射卫星困难呢?学生:向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难,因为向高轨道发射卫星,火箭要克服地球对它的引力做更多的功.3.对于靠近地面运行的人造卫星,求解它绕地球的速率对于靠近地面运行的人造卫星,可以认为此时的r近似等于地球的半径R,则或者:mg=mv2/r v=7.9km/s教师:这个速度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.4.讨论:第
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