必修2《5.宇宙航行》集体备课教案设计

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2、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。

3、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。

教学方法：探究、讲授、讨论、练习

教具准备：挂图、多媒体课件

教学过程：

第五节 宇宙航行

【引入新课】：

1、中国古人的飞天梦：嫦娥奔月

2、飞天梦的历史：1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时代的新纪元。我国在70年代发射第一颗卫星东方红一号以来，相继发射了多颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术，99年发射了“神舟”号试验飞船。这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。

【进行新课】

一、卫星的发射

1、牛顿的设想

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。

2、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： 又∵ ∴

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。

意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为环绕速度。

二、卫星的运行

（一）建立模型

已知地球质量为M，卫星质量为m，卫星绕行的轨道半径为r；卫星的绕行速度v 、角速度ω 、周期T、向心加速度a 。

（二）人造卫星绕地球运行的动力学原因。