第5章第2节《万有引力定律应用》示范课教学设计.doc

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第5章第2节《万有引力定律的应用》教学设计

福州高级中学物理组欧平

教学目标

知识与技能

l、了解人造卫星的有关知识

2、进一步推导第一宇宙速度，理解其含义

3、学习近地卫星与同步卫星的特点

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。

情感态度与价值观

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，增强学生学习物理的兴趣。

教学重点：

l、人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径之间的关系。

2、理解第一宇宙速度

3、同步卫星的特点

教学难点：

l、人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径之间的关系。

2、同步卫星的轨道特点

教学用具：

ppt多媒体课件、实物展示台

教学过程

一、新课引入：

通过展示银河系、太阳系、地球与卫星系等视频动画引入，说明其遵循相同的运行规律一万有引力定律。

今天我们通过学习人造卫星环绕地球运行来进一步研究其规律。

请学生上台汇报展示收集到的相关人造卫星知识。

（课前已安捧学生通过网络、查阅相关书籍、咨询相关专家等方式收集相关人造卫星知识）

学生甲：

人造卫星有许多种类，比如：

．…

学生乙：

我国人造卫星的发展特点，……

二、新课教学：

1、人造卫星

卫星有千万种，但归根结底它们都要遵循同一物理规律。

人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供其所需的向心力

人造卫星的特点：

轨道平面所处的圆心与地心是重合的。

卫星绕着地球转有：

引导学生通过观察比较这一组式子发现：

对于地球人造卫星而言，M指地球质量，约为6．0×1024kg，是确定的，那么v、w、T、只由r（h）决定。

2、近地卫星

同学们请看上述这组公式，随着r↓，我们发现v↑、w↑、T↓。

当r=R时，卫星运行轨道紧贴着地球表面。

我们给这种类型的卫星一个名称，叫近地卫星。

通过学生计算得出近地卫星

引导学生思考讨论：

1、同学们再来看近地卫星的运行速度v=7．9km／s，这个数值大家很熟悉吧，这是我们上节课所学的第一宇宙速度，可见我们可以用计算近地卫星环绕速度的值就是第一宇宙速度．

2、是否可以发射—颗卫星环绕地球周期为60nin?

我们]说，不可能存在T<85min的人造卫星，近地卫星是所有卫星中T最小的卫星。

三、同步卫星

如果一颗卫星某一时刻经过A点上空，下一时刻经过A点至少需要85mln，

那么在这85rnin时间内A点的情况就无法知道了。

如果我们想知道这段时间内

A点的情况该怎么办?

——我们可以发射同步卫星。

地球同步卫星的特点

★运行周期和地球自转周期相同，T=24h~

★从地面上看，它总在某地的上方，与地面的物体保持相对静止。

想一想、画一画同步卫星的运行轨道在哪里呢?

学生小组讨论，投影仪展示：

【总结】同步卫星的轨道只能在赤道上空，而且具地面的高度h也是唯一确定的（h约为5．6R），所以说所有的同步卫星都只能在唯一确定的轨道上运行。

（展示同步卫星轨道唯一性课件）

l、如果每个国家都发射十几颗同步卫星，全世界这么多国家的同步卫星一起在同一轨道上运行，会不会太拥挤，相互碰撞昵?

学生答：

不会。

对于所有同步卫星而言，v值都是一样的，换句话说，同步卫星之间的位置都是相对固定的，当然不会相互碰撞。

（展示多个同步卫星一起运行时情形的课件）

2、为了卫星之间不互相干扰，大约3o。

左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。

可见，空间位置也是一种资源。

（展示课件：

三颗地球同步卫星可实现全球通讯覆盖。

）

四、课堂小结、布置作业

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