人造卫星大战

人造卫星大战

我的家乡飞碟、飞车到处都是。你一定感到很意外，大可不必。因为，我的家就是飘在空中的一个人造卫星——“TR88S”。

让你意想不到的是，三国里的猪悟能投胎转世又加入到了我们星籍了。一会我们就要并肩作战了。

由于地球的毁灭，这不，各种人造卫星在宇宙空间抢夺地盘，所以割据争战，在所难免。

“1、2、3，GO！”人造卫星大战开始了！我和弟弟乘坐着猪八戒的飞车去战斗了。我定睛一看，迎面而来的就是“WERT 303” 星球上的黑怪小兵了。我用我那追踪激光宝剑把他们杀了个落花流水，片甲不留。弟弟活泼机灵，仗着自己是跆拳道高手，冲上去收拾残兵败将，把他们个个都打的哭爹喊娘。老猪则用上了自己那套进化了八次的九齿钉耙把他们打的屁滚尿流，他们都乖乖的向我们投降了！

这时，我的遥感通讯器发来指令，对战“火龙族之龙王星球”。弟弟和老猪在上飞车的时候，老猪一不小心，把脑袋撞了个大包。把我们哥俩儿给笑的岔了气儿。“火龙族之龙王”出现了，我们三人一起上阵，只听“砰——”的一声，我们被“火龙王”高达三万度的烈焰打了回来。我们不服气，各自都用了各自的绝招，弟弟使用“GS63B无敌飞刀”，我用上了最先进的“6VFA8追影扫射器”，老猪当然是钉耙了。“火龙王”就像是一头怪兽，凶猛的发起了“激光火焰墙”。让我没有想到的是，我们双方同时出招，只听一声巨响，山崩地裂一般，双方的绝招盈盈相克，我们两败俱伤。没办法，我们只好挂起了“免战牌”。

战斗虽然结束了，我一直在总结经验教训，以利再战！

新人教<人造卫星 宇宙速度>教案

●教学目标

一、知识目标

1.了解人造卫星的有关知识.2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.3.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次.4.了解宇宙大爆炸理论.二、能力目标

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.三、德育目标

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.通过简述宇宙的产生过程，使学生明确宇宙将如何演化下去的问题需要我们不断地去探索，增强学生学习物理的兴趣.●教学重点

1.第一宇宙速度的推导.2.运行速率与轨道半径之间的关系.●教学难点

运行速率与轨道半径之间的关系.●教学方法

1.关于第一宇宙速度和地球同步卫星轨道的教学，采用电教法、推导法、归纳法、讲授法等综合教法进行.2.关于天体的几个层次的教学，采用电教法、讲授法进行.●教学用具

投影片、CAI课件(牛顿描绘的人造卫星原理图)、有关天体的录像资料.●课时安排 1课时

●教学过程

［投影］本节课的学习目标 1.了解人造卫星的有关知识.2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.3.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次.4.了解宇宙大爆炸理论.学习目标完成过程

一、导入新课

上节课我们学习了万有引力定律在天文学上的应用.现在请同学们回忆下列问题.1.万有引力定律在天文学上有何作用？

2.如何应用万有引力定律计算天体的质量？能否计算环绕天体的质量？ ［学生活动］经过思考，回答上述问题：

1.应用万有引力定律可以估算天体的质量；可以来发现未知天体.2.应用万有引力定律求解天体质量时，我们可以用下面三个方程求解： F引=F心 ① F引=mg

② mg=F心 ③

二、新课教学 1.人造卫星 A.基础知识

请同学们阅读课文第一自然段，同时思考下列问题.［投影出示］

1.在地面抛出的物体为什么要落回地面？ 2.什么叫人造地球卫星？

［学生活动］阅读课文,从课文中找出相应的答案.1.在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面.2.如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，那么它将不再落回地面，而成为一个绕地球运转的卫星，这个物体此时就可认为是一颗人造地球卫星.B.深入探究

1.月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地面上来？ 2.物体做平抛运动时，飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系? 3.若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？ ［学生活动］分组讨论，得出结论.1.由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转，此时月球受到的地球的引力(即重力)，用来充当绕地运转的向心力，故而月球并不会落到地面上来.2.由平抛物体的运动规律知： x=v0t

①

t=2hg

②

联立①、②可得： x=v02hg

即物体飞行的水平距离和初速度v0及竖直高度h有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v0有关，水平初速度越大，飞行的越远.3.当平抛的水平初速度足够大时，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星.C.教师总结

［用多媒体演示］平抛物体的速度逐渐增大，飞行距离也跟着增大，当速度足够大时，成为一颗绕地运转的卫星.牛顿曾依据平抛现象猜想了卫星的发射原理，但他没有看到他的猜想得以实现.今天，我们的科学家们把牛顿的猜想变成了现实.D.基础知识应用

1.在地面抛出的物体，最终要落回地面的主要原因是________，________.2.平抛物体________时，就会成为一颗人造地球卫星.参考答案: 1.受重力的作用；初速度不够大 2.水平初速度足够大 2.宇宙速度 ［过渡语］从上面学习可知，当平抛物体的初速度足够大时就可成为卫星.那么，大到什么程度就叫足够大了呢？下面我们来讨论这一个问题.A.基础知识

请同学们阅读第二部分——宇宙速度，同时考虑下面几个问题.［投影出示］

1.卫星环绕地球运转的动力学方程是什么？

2.为什么向高轨道发射卫星比向低轨道发射要困难？

3.什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？ ［学生活动］阅读课文，找出相应答案.1.卫星绕地球运转时做匀速圆周运动，此时的动力学方程是：F引=F心.2.向高轨道发射卫星时，火箭须克服地球对它的引力而做更多的功，对火箭的要求更高一些，所以比较困难.3.人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时所必须具有的速度叫第一宇宙速度.人造卫星绕地球做椭圆轨道运动时所具有的最大运转速度叫第二宇宙速度.人造卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙中去时，所必须具有的速度叫第三宇宙速度.B.深入探究

1.卫星绕地球运转的最小半径是多少？

2.结合卫星运转的动力学方程，推导第一宇宙速度.［学生活动］分组讨论，得出答案.1.卫星运转的最小半径近似等于地球的半径，即在地球表面绕地运转.2.由动力学方程：F引=F心

得：GMmR2V2=m

R故：v= MmR2－GM/R

①

由于万有引力近似等于物体的重力，所以动力学方程也可为：mg=F心 得：mg=mv

R2故v=gR

②

①、②两式都可用于求解人造卫星的第一宇宙速度.C.基础知识应用

1.要使人造卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度是________km/s，要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，必须使它的轨道速度等于或大于________km/s，要使它飞行到太阳系以外的地方，它的速度必须等于或大于________km/s.答案：7.9;11.2;16.7 2.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是（）A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C.它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度 答案：BC

三、反馈练习

1.某行星的卫星在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是（）A.行星的半径

B.卫星的半径 C.卫星运行的线速度

D.卫星运行的周期 2.关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是（）A.如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量

B.两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期一定是相同的

C.原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可

D.一艘绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小

3.一颗人造地球卫星离地面高h=3R(R为地球半径).若已知地球表面的重力加速度为g,则卫星做匀速圆周运动的速度是________，角速度是________，周期是________，若已知地球质量为M，万有引力常量为G，则卫星做匀速圆周运动的速度是________，角速度是________，周期是________.4.从地球发出的光讯号垂直于地面发射，讯号到达月球表面时正好能垂直射向水平月面，经反射返回地球被吸收，光速为c，光讯号往复经历的时间为t，地球的半径为R，月球的半径为r，月球绕地球转动的周期为T，试求地球的质量.参考答案： 1.D 2.AB

3.gR/2;gR/8R;16RgR;

MG/2;RMGR8R;

16RMGR

244.设地球质量为M，月球质量为m，则：GMm=m·r′ '22rT所以M=所以42r'3GT2而r′=R+r+ct

2t42(RrC)322M=GT22GT2(2R+2r+ct)3

四、本节小结

通过本节学习掌握：(1)第一宇宙速度的推导 F引=F心GMmR2v2=mvGm/RRv2vgRR

mg=F心mg=m(2)第二宇宙速度：v2=11.2 km/s(3)第三宇宙速度：v3=16.7 km/s

五、作业

1.阅读本节内容.2.课本P110练习二的(3)，(4)，(5)，(6)，(7).3.思考题：

(1)发射一个用来转播电视节目的同步卫星，应使它与地面相对静止，已知地球半径为6400 km,问此卫星应发射到什么高度？

(2)宇航员坐在人造卫星里，试说明卫星在发射过程中人为什么会产生超重现象？当卫星绕地球做匀速圆周运动时又为什么会产生完全失重现象？

4.系统复习本章内容,画出知识点结构图.六、板书设计

人造卫星的发射原理