萬有引力定律及其應(yīng)用人造衛(wèi)星

1、1萬有引力定律及其應(yīng)用萬有引力定律及其應(yīng)用——人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星總課題總課題萬有引力定律及其應(yīng)用萬有引力定律及其應(yīng)用Ⅱ總課時2課題課題人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星課型復(fù)習(xí)學(xué)情分析學(xué)情分析天體運(yùn)動是人類探索自然和宇宙奧秘的一個重要窗口，由于現(xiàn)代航天技術(shù)、空間探測和深空探測的飛速發(fā)展，特別是我國航天事業(yè)取得驕人成績，萬有引力與航天成為歷年高考的重點(diǎn)與熱點(diǎn).考情分析考情分析近五年，以天體問題為背景的信息給予題在全國各類高考試卷中頻頻出現(xiàn)，不僅考查學(xué)生對知識

2、的掌握，而且考查考生從材料、信息中獲取有用信息的綜合能力多以選擇題或計(jì)算題形式出現(xiàn)，題目以中低難度為主。知識知識與技能與技能1.理解萬有引力定律與天體、人造衛(wèi)星的運(yùn)動規(guī)律之間的關(guān)聯(lián)2.掌握用萬有引力定律和牛頓運(yùn)動定律解決衛(wèi)星運(yùn)動問題的基本方法和基本技能過程過程與方法與方法以“嫦娥奔月”為主線，貫穿人造衛(wèi)星的發(fā)射、變軌和回收，引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)、歸納并建立和完善萬有引力定律知識體系教學(xué)目標(biāo)情感態(tài)度情感態(tài)度與價值觀與價值觀1.了解萬有引力定律

3、在天文學(xué)上的重大應(yīng)用2.認(rèn)識、體會物理學(xué)理論對人類探索認(rèn)識世界所起的重要作用教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)同步衛(wèi)星問題；能量問題及變軌道問題；萬有引力定律的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)綜合運(yùn)用萬有引力定律和牛頓運(yùn)動定律解決天體運(yùn)動問題教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動預(yù)設(shè)與札記一、導(dǎo)入:觀看“嫦娥奔月”影片剪輯，欲探究“嫦娥”是如何實(shí)現(xiàn)奔月的，首先應(yīng)弄清與人造衛(wèi)星相關(guān)的三個問題：1.人造衛(wèi)星有哪些動力學(xué)共性？2.地球同步衛(wèi)星有哪些特點(diǎn)？3.衛(wèi)星是如何實(shí)現(xiàn)發(fā)射、變軌和回

4、收的？二復(fù)習(xí)歸納：【問題一】人造衛(wèi)星有哪些共性？1.幻燈片展示各種各樣的衛(wèi)星。按軌道分類：赤道軌道衛(wèi)星，極地軌道衛(wèi)星，其他軌道衛(wèi)星；按用途分類：科學(xué)衛(wèi)星（用于科學(xué)探測和研究），技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星（新技術(shù)試驗(yàn)），應(yīng)用衛(wèi)星（直接為人類服務(wù)，種類最多：通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等）2.人造衛(wèi)星運(yùn)動的基本原理:萬有引力提供向心力.學(xué)生自由作答，在情景模擬中撿拾以前已學(xué)的基礎(chǔ)理論以影片剪輯場影調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情.引導(dǎo)學(xué)生回憶基本理論，為

5、接下來探討總結(jié)作鋪墊。教師活動學(xué)生活動預(yù)設(shè)與札記3教師活動學(xué)生活動預(yù)設(shè)與札記（2）當(dāng)衛(wèi)星由于某種原因速度大小突然改變時(開啟或關(guān)閉發(fā)動機(jī)或空氣阻力作用)，萬有引力不再等于向心力，衛(wèi)星將做變軌運(yùn)行:①當(dāng)衛(wèi)星的速度突然增加時，即萬有引力不22MmmvGrr?足以提供向心力，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動，脫離原來的圓軌道上升到較高的軌道運(yùn)動，軌道半徑變大，當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入新的軌道穩(wěn)定運(yùn)行時其運(yùn)行速度比原軌道時減小故較高軌道上運(yùn)動的人造衛(wèi)星卻具有較小的動能②當(dāng)衛(wèi)

6、星的速度突然減小時，即萬有引力大22MmmvGrr?于所需要的向心力，衛(wèi)星將做近心運(yùn)動，脫離原來的圓軌道，軌道半徑變小，在這一過程中，因引力對其做正功，衛(wèi)星進(jìn)入新的軌道穩(wěn)定運(yùn)行時其運(yùn)行速度比原軌道時增大，導(dǎo)致其動能將增大衛(wèi)星的發(fā)射和回收就是利用這一原理.（3）同樣質(zhì)量的衛(wèi)星在不同高度軌道上的機(jī)械能不同。軌道半徑越大，即離地面越高，衛(wèi)星具有的機(jī)械能越大，發(fā)射越困難?！咎骄俊俊版隙鹨惶枴笔侨绾螌?shí)現(xiàn)“奔月”的？1.動畫模擬“嫦娥一號”發(fā)射、變

7、軌和最后繞月飛行2.讓學(xué)生自己分析衛(wèi)星變軌中關(guān)鍵結(jié)點(diǎn)的物理量變化【總結(jié)提升】人造衛(wèi)星問題的解題技巧(1)利用萬有引力提供向心力的不同表述形式：將衛(wèi)星運(yùn)動視為勻速圓周運(yùn)動處理，萬有引力充當(dāng)向心力，再根據(jù)已知條件選擇向心加速度的表達(dá)式，借助黃金代換式推導(dǎo)化簡運(yùn)算過程。①222224MmmvmrGmrrrT?????②（黃金代換式）2MmGmgr??(2)解決力與運(yùn)動關(guān)系的思想還是動力學(xué)思想，解決力與運(yùn)動的關(guān)系的橋梁還是牛頓第二定律.①衛(wèi)星的

8、a、v、ω、T是相互聯(lián)系的，其中一個量發(fā)生變化，其他各量也隨之發(fā)生變化.所示。下列說法中正確的有（B）A在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度B在軌道Ⅱ上運(yùn)動的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動的周期C在軌道Ⅰ上A點(diǎn)短時間開動發(fā)動機(jī)后航天飛機(jī)的動能增大了D在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的機(jī)械能大于經(jīng)過B的機(jī)械能思考與討論“嫦娥一號”的“奔月”過程?！菊n后探究】：A、B、C三個小球套在赤道上垂直地面的光滑高竿上并鎖定，其中虛線為地球同步軌道，在突然解