高中物理宇宙速度教案
第3章 第4节 宇宙速度与航天—2020-2021学年新教材粤教版高中物理必修第二册讲义学案
第四节宇宙速度与航天学习目标：1.[物理观念]知道什么是第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。
2.[科学思维]会计算人造地球卫星的第一宇宙速度，理解卫星的运行规律及同步卫星的特点。
3.[科学态度与责任]了解人类遨游太空的历史。
一、宇宙速度1．第一宇宙速度(1)意义：航天器在绕地球做匀速圆周运动的速度，也叫环绕速度。
(2)数值单位：km/s。
2．第二宇宙速度(1)意义：航天器挣脱地球的引力，不再绕地球运行，而是绕运动或飞向其他行星的发射速度，又叫逃逸速度。
(2)数值单位：km/s。
3．第三宇宙速度(1)意义：航天器挣脱的引力，飞出的发射速度。
(2)数值单位：km/s。
二、人造卫星1．意义：人造卫星是指环绕地球在宇宙空间轨道上运行的。
2．同步卫星是指与相对静止的卫星，它的轨道平面与重合，并且位于赤道上空的高度上。
三、遨游太空人类航天之旅如下表所示时间国家活动内容1957年10月苏联发射第一颗人造地球卫星1961年4月苏联第一艘载人宇宙飞船“东方1号”发射成功，苏联宇航员加加林第一次实现了人类遨游太空的梦想1969年7月美国“阿波罗11号”登上月球，将两名宇航员送上了月球，实现了人类在月球上漫步的梦想1970年4月中国我国第一颗人造卫星——“东方红一号”发射成功1971年4月苏联发射“礼炮1号”空间站2003年10月中国发射“神舟五号”载人飞船，首次载人航天飞行取得圆满成功2007年10月中国“嫦娥一号”探月卫星发射成功，中国首次对月球进行探测2016年9月中国“天宫二号”空间实验室发射成功1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s。
()(2)如果在地面发射卫星的速度大于11.2 km/s，卫星会永远离开地球。
()(3)要发射一颗人造月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s。
()(4)使火箭向前射出的力是它利用火药燃烧向后急速喷出的气体产生的作用力。
高中物理说课人造卫星 宇宙速度(说课教案)
人造卫星宇宙速度（说课教案）下面我从教材和学情、教法和学法、教学程序设计、板书及时间安排四方面来说说这节课。
一对教材和学情的分析1、对教材的分析(1) 说课内容：高中物理第一册第六章第五节人造卫星宇宙速度(2) 本节课在教材中的地位、作用和意义：在知道了万有引力提供向心力这一基本力学关系的基础上来学习人造卫星宇宙速度的相关知识，就物理知识本身的学习并不困难，但这一节课的学习能大大激发学生学习物理的兴趣，并会消除学生对宇宙的神秘感，促使他们继续学习。
(3) 本节课的重点和难点:重点：卫星运行的速度、周期、加速度及相互关系难点: 卫星运动的速度和卫星发射速度的区别(4)教学目标:知识目标:1．理解牛顿著作中所描绘的人造卫星的原理图，知道天体运动中的向心力是由万有引力提供的.2．了解人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运动时各物理量之间的关系3．知道三个宇宙速度的含义，根据万有引力定律公式和向心力公式会推导第一宇宙速度（实质是牛顿第二定律的应用）4．简单了解人造卫星发射基本原理和一点同步卫星的知识，了解人造卫星在科技各个方面的作用（并提供给学生相关网站）能力目标：通过课件虚拟情境，动态演示，使学生直观理解卫星原理，能够猜测、分析、推理物理现象和过程。
通过大量的卫星图片、网络信息，激发学生课堂学习兴趣；并提供给学生课下拓展学习的平台。
使学生能够在条件允许的情况下主动、自主的学习。
情感目标：通过本课学习并通过简单介绍我国航天技术的发展水平，激发他们学习科学知识的热情，培养他们的民族自豪感．2、对学生情况的分析我一向主张应该"以学生为中心来认识教材"而不是"以教材为中心来认识学生"所以备课必须要分析学生，根据学生的实际需要来处理教材，让课堂围绕学生转。
学生的现状和困难：学生对宇宙充满神秘感和兴趣，但缺乏太多的感性认识。
希望了解更多的航天知识。
二、教材处理、教学方法和教学手段的选择、学法指导：1、俗话说，“教无成法，但教要得法”这一课常规的处理方法更多的是教师的讲解和介绍，枯燥且学生缺乏感性认识。
高中物理必修二 第三章 第四节 宇宙速度与航天
甲
乙
答案 由 Gmr地2m＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ22r 可知，卫星的线速度大小、角
速度、周期与其轨道半径有关.
知识深化
1.人造地球卫星 (1)卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步 轨道)，可以通过两极上空(极地轨道)，也可以 和赤道平面成任意角度，如图所示. (2)因为地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球做圆周运动的向 心力，所以卫星圆轨道的圆心必定是地心.
D.36 km/s
由 GMRm2 ＝mvR2得，v＝
GM R
又MM月 地＝811，RR地月＝14
故月球和地球的第一宇宙速度之比v月＝ v地
MM月地·RR月地＝
811×41＝29
故 v 月＝7.9×29 km/s≈1.8 km/s，
即该探月卫星绕月运行的最大速率约为1.8 km/s，因此B项正确.
针对训练
知识深化
2.近地卫星、同步卫星、极地卫星和月球 (1)近地卫星：地球表面附近的卫星，r≈R；线速度大小v≈7.9 km/s、 周期T＝2πvR ≈85 min，分别是人造地球卫星做匀速圆周运动的最大 速度和最小周期. (2)同步卫星：位于地球赤道上方，相对于地面静止不动，它的角速 度跟地球的自转角速度相同，广泛应用于通信，又叫同步通信卫星. 同步卫星离地面高度约为36 000 km.
由万有引力提供，GMRm2 ＝mvR2，解得 v＝
GM R.
导学探究
(3)已知地球半径R＝6 400 km，地球表面的重力加速 度g＝10 m/s2，则物体环绕地球表面做圆周运动的速 度多大？ 答案 当其紧贴地面飞行时，r≈R，由 mg＝mvR2得 v＝ gR＝8 km/s.
知识深化
1.第一宇宙速度
答案 当抛出速度较小时，物体做平抛运动.当物体刚好不落回地面时， 物体做匀速圆周运动.当抛出速度非常大时，物体不能落回地球.
高中物理必修二同步专题讲义：10 C宇宙速度与人造地球卫星 提升版(学生版)
宇宙速度与人造地球卫星知识点：宇宙航行一、宇宙速度1.牛顿的设想如图所示，把物体从高山上水平抛出，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星.图2.第一宇宙速度的推导(1)已知地球质量m 地和半径R ，物体绕地球的运动可视为匀速圆周运动，万有引力提供物体运动所需的向心力，即Gmm 地R 2＝m v 2R ，可得v ＝Gm 地R.(2)已知地面附近的重力加速度g 和地球半径R ，由mg ＝mv 2R 得：v ＝gR .(3)三个宇宙速度及含义数值意义第一宇宙速度7.9km/s 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度第二宇宙速度11.2km/s 在地面附近发射飞行器使物体克服地球引力，永远离开地球的最小地面发射速度第三宇宙速度16.7km/s在地面附近发射飞行器使物体挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外的最小地面发射速度二、人造地球卫星1.1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功.1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功.为我国航天事业作出特殊贡献的科学家钱学森被誉为“中国航天之父”.2.地球同步卫星的特点地球同步卫星位于赤道上方高度约36000km处，因相对地面静止，也称静止卫星.地球同步卫星与地球以相同的角速度转动，周期与地球自转周期相同.三、载人航天与太空探索1.1961年苏联宇航员加加林进入东方一号载人飞船，铸就了人类首次进入太空的丰碑.2.1969年，美国阿波罗11号飞船发射升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕.3.2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空，截止到2017年底，我国已经将11名航天员送入太空，包括两名女航天员.4.2013年6月，神舟十号分别完成与天宫一号空间站的手动和自动交会对接；2016年10月19日，神舟十一号完成与天宫二号空间站的自动交会对接.2017年4月20日，我国发射了货运飞船天舟一号，入轨后与天宫二号空间站进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接及多项实验.技巧点拨一、三个宇宙速度1.第一宇宙速度(1)两个表达式思路一：万有引力提供向心力，由G MmR2＝mv2R得v＝GMR思路二：重力提供向心力，由mg＝m v2R得v＝gR(2)含义①近地卫星的圆轨道运行速度，大小为7.9km/s，也是卫星圆轨道的最大运行速度.②人造卫星的最小发射速度，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，需要更多能量.2.第二宇宙速度在地面附近发射飞行器，使之能够克服地球的引力，永远离开地球所需的最小发射速度，其大小为11.2km/s.当发射速度7.9km/s<v0<11.2km/s时，物体绕地球运行的轨迹是椭圆，且在轨道不同点速度大小一般不同.3.第三宇宙速度在地面附近发射飞行器，使之能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度，其大小为16.7km/s.二、人造地球卫星1.人造地球卫星(1)卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步轨道)，可以通过两极上空(极地轨道)，也可以和赤道平面成任意角度，如图所示.图(2)因为地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球做圆周运动的向心力，所以地心必定是卫星圆轨道的圆心.2.近地卫星(1)v 1＝7.9km/s ；T ＝2πR v 1≈85min.(2)7.9km/s 和85min 分别是人造地球卫星做匀速圆周运动的最大线速度和最小周期.3.同步卫星(1)“同步”的含义就是和地面保持相对静止，所以其周期等于地球自转周期.(2)特点①定周期：所有同步卫星周期均为T ＝24h.②定轨道：同步卫星轨道必须在地球赤道的正上方，运转方向必须跟地球自转方向一致，即由西向东.③定高度：由G mM R ＋h 2＝m 4π2T 2(R ＋h )可得，同步卫星离地面高度为h ＝3GMT 24π2－R ≈3.58×104km ≈6R .④定速度：由于同步卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此线速度、角速度大小均不变.⑤定加速度：由于同步卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此向心加速度大小也不变.三、同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较1.同步卫星和近地卫星都是万有引力提供向心力，即都满足GMm r 2＝m v 2r＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝ma n .由上式比较各运动量的大小关系，即r 越大，v 、ω、a n 越小，T 越大.2.同步卫星和赤道上物体都做周期和角速度相同的圆周运动.因此要通过v ＝ωr ，a n ＝ω2r 比较两者的线速度和向心加速度的大小.例题精练1．（扬州期末）火星的两颗卫星分别为“火卫一”和“火卫二”，它们的轨道近似为圆，已知“火卫一”的轨道半径小于“火卫二”，它们的周期分别为T1和T2，线速度大小分别为v1和v2，则下列关系正确的是（）A．T1＝T2B．T1＞T2C．v1＝v2D．v1＞v2 2．（扬州期末）如图所示，某卫星绕行星沿椭圆轨道运行，图中S1、S2两部分阴影面积大小相等．则下列关于卫星运动的说法正确的是（）A．卫星在b点的速率等于在d的速率B．卫星在b点的速率小于在d的速率C．卫星从a到b的运行时间大于从c到d的运行时间D．卫星从a到b的运行时间等于从c到d的运行时间随堂练习1．（连云港期末）2020年1月16日，酒泉卫星发射中心成功发射一颗由“快舟一号甲”火箭运载的5G低轨宽带卫星，也是全球首颗5G卫星，可以有效解决沙漠、海洋等地区网络覆盖和接入难的问题。
高一物理必修2 人造卫星 宇宙速度
高一物理必修２人造卫星宇宙速度学习目标:1．知道人造卫星的运行原理和轨道。
2．知道三个宇宙速度。
3．掌握人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
学习重点:1．人造卫星的运行原理和轨道。
2．人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
学习难点: 人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
主要内容:一、人造卫星的运行原理和轨道1．运行原理：2．运行轨道二、宇宙速度：1．第一宇宙速度(环绕速度)：2．第二宇宙速度(脱离速度)：3．第三宇宙速度(逃逸速度)：三、人造卫星的发射速度和运行速度人造卫星的发射速度与运行速度是两个不周的概念。
所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定高度，进入运动轨道。
要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行，如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。
所谓运行速度，是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。
当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。
根据知，人造卫星距地面越高(即轨道半径r越大)，运行速度越小。
实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度。
人造卫星的发射速度与运行速度之间的大小关系是：1 1．2km／．y>v发≥7．9km／s>v运四、人造卫星绕行线速度、角速度、周期与半径的关系1．线速度与半径的关系：2．角速度与半径的关系：3．周期与半径的关系：由五、地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对地面静止的跟地球自转同步的卫星。
卫星要与地球自转同步，必须满足下列条件：1．卫星绕地球的运行方向与地球自转方向相同，且卫星的运行周期与地球自转周期相同(即等于24h)。
2．卫星运行的圆形轨道必须与地球的赤道平面重合。
《三种宇宙速度》教学设计
《三种宇宙速度》教学设计（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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人造卫星、宇宙速度教学设计 教科版(精品教案)
教学过程：活动探究之二：推导第一宇宙速度。
引导学生用物理模型的方法，调动已有的知识储备处理问题。
通过先定性、后定量的办法，让学生的认知逐步提升。
提问：在地面上，至少要用多大的速度将物体抛出，它就不会再落回到地面上，而成为一颗卫星呢？两种方法：RmvRGMm22=→RGMv=Rmvmg2=→gRv=提问：这两组同学的结论有什么联系？提问：已知地球半径6400km,地球表面重力加速度是9.8m。
估算第一宇宙速度的大小.第一宇宙速度：7.9km是成为地球卫星的最小发射速度。
提问：如果想发射一个高轨道的人造地球卫星，需要的发射速度是更大还是更小？学生思考完成学案中的问题学生交流汇报学生思考交流，根据已有知识进行说明学生完成学案展示课件学案导学板图板书板书环节教学意图教师活动学生活动媒体环节活动探究活动探究之二：提问：更高轨道上环绕的地球卫星，线速度比它（7.9km）大还是比它小呢？问题和问题所得的结论矛盾吗？区别发射速度和环绕速度。
学生思想碰撞，讨论交流，分析展示课件学案活动探究之三：人造地球卫星的运动。
由简单到复杂，层层递进，提高学生的推理思维能力，联系实际，使物理知识的意义建构更加优想一想：如果卫星的速度大于第一宇宙速度，卫星将怎样运动呢？当7.9km <<11.2km时观看课件，结合圆周运动所学知识思考展示课件化。
当 >11.2km时第二宇宙速度11.2km第三宇宙速度16.7km提问：判断发射速度的范围、我国嫦娥二号卫星的发射速度范围。
、年，我国与俄罗斯联合开展火星探测项目，任务是发射我国的“萤火一号”探测器登陆火星。
请判断“萤火一号”的发射速度范围。
问题引领，加深学生对卫星运动模型的理解，学会用运动模型分析运动物体各物理量之间的关系。
区分发射速度和环绕速度，呈清模糊认识。
提问：两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的轨道半径不同。
比较它们的向心加速度向、线速度、角速度ω、周期。
3.《人造卫星 宇宙速度》教案
4．人造卫星宇宙速度【教学目标】1．知识与技能（1）简单了解航天发展史，了解人造卫星的有关知识（2）分析人造卫星的运动规律，能用所学知识求解卫星基本问题。
（3）掌握三个宇宙速度的物理意义，会推导第一宇宙速度2．过程与方法（1）培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力（42）学习科学的思维方法，培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。
3．情感态度与价值观介绍世界及我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。
【教学重点】1、对宇宙速度的理解，第一宇宙速度的推导。
2、根据万有引力提供人造卫星做圆周运动的向心力的进行相关计算【教学难点】对运行速度及发射速度的理解与区分。
学习本节要注意抓住人造卫星运动特点，结合圆周运动知识及万有引力定律进行综合分析。
【教学方法】把握几个典型问题，掌握解决问题的一般方法【教学过程】第一课时一、引入课题仰望星空，浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想，千百年来，人类一直向往能插上翅膀飞出地球，去探索宇宙的奥秘，李白的“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情？到今天这一梦想实现了吗？世界上第一颗人造卫星的发射，揭开了人类探索宇宙的新篇章。
二、新课1．简介人造卫星的发展史世界上第一颗人造卫星是哪一年由哪一国家发射的？我国哪一年发射了自己的人造卫星？迄今我国共发射了多少颗人造卫星？（从1970年4月24日东方红一号的成功发射，到2007年10月24日嫦娥一号发射，我国发射人造卫星和其他探测器60多个，他们分别在通信，气象，探测，导航等多个领域发挥着重要作用）通过展示图片介绍我国发射人造卫星的基本情况，包括数量，种类，用途。
2．人造卫星的规律（1）定性分析人造卫星的运行规律问：现在我们地球上空有这么多卫星，他们运行的速度一样吗？他们是怎样被发射升空的？观察：我国目前发射的部分卫星的运行规律的数据(见下表)：思考：（1）不同卫星的其运行轨道相同吗？（2）不同的卫星运行时有什么规律？（3）你能试着用你学过的知识解释为什么有这样的规律吗？教师引导学生讨论发现规律：①轨迹：椭圆，有的近似为圆。
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高中物理宇宙速度教案【篇一：3.《人造卫星宇宙速度》教案】4．人造卫星宇宙速度【教学目标】1．知识与技能（1）简单了解航天发展史，了解人造卫星的有关知识（2）分析人造卫星的运动规律，能用所学知识求解卫星基本问题。
（3）掌握三个宇宙速度的物理意义，会推导第一宇宙速度2．过程与方法（1）培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力（42）学习科学的思维方法，培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。
3．情感态度与价值观介绍世界及我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。
【教学重点】1、对宇宙速度的理解，第一宇宙速度的推导。
2、根据万有引力提供人造卫星做圆周运动的向心力的进行相关计算【教学难点】对运行速度及发射速度的理解与区分。
学习本节要注意抓住人造卫星运动特点，结合圆周运动知识及万有引力定律进行综合分析。
【教学方法】把握几个典型问题，掌握解决问题的一般方法【教学过程】第一课时一、引入课题仰望星空，浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想，千百年来，人类一直向往能插上翅膀飞出地球，去探索宇宙的奥秘，李白的“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情？到今天这一梦想实现了吗？世界上第一颗人造卫星的发射，揭开了人类探索宇宙的新篇章。
二、新课1．简介人造卫星的发展史世界上第一颗人造卫星是哪一年由哪一国家发射的？我国哪一年发射了自己的人造卫星？迄今我国共发射了多少颗人造卫星？（从1970年4月24日东方红一号的成功发射，到2007年10月24日嫦娥一号发射，我国发射人造卫星和其他探测器60多个，他们分别在通信，气象，探测，导航等多个领域发挥着重要作用）通过展示图片介绍我国发射人造卫星的基本情况，包括数量，种类，用途。
2．人造卫星的规律（1）定性分析人造卫星的运行规律问：现在我们地球上空有这么多卫星，他们运行的速度一样吗？他们是怎样被发射升空的？观察：我国目前发射的部分卫星的运行规律的数据(见下表)：思考：（1）不同卫星的其运行轨道相同吗？（2）不同的卫星运行时有什么规律？（3）你能试着用你学过的知识解释为什么有这样的规律吗？教师引导学生讨论发现规律：①轨迹：椭圆，有的近似为圆。
（2）定量分析卫星运行的线速度、角速度、周期与高度的关系基本思路：卫星围绕地球作匀速圆周运动，地球和卫星之间的引力提供向心力。
学生自主讨论推导：（1）由gmm(r+h)mm2v2=m，得v=h↑，v↓r+h2（2）由gr+hmm2gmr+h3=m2(r+h)，得t=（3）由g ∴当h↑，t↑ 2gmtr+h 教师帮助归纳小结：卫星绕地运转轨道半径越大，速度越小、角速度越小、周期越大。
（3）直观感受人造卫星的运动规律演示课件：几颗不同轨道卫星同时绕地运行动画,从而直观判断以上变化关系 3．例题解析结合学生讨论引导学生从动力学角度解决问题。
卫星近似做匀速圆周运动，需要向心力，且向心力时刻指向圆心。
所以地球与卫星之间指向地心的万有引力提供向心力，所以卫星作圆周运动的圆心应该是地心。
例2．如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星。
（1）1．试比较三颗卫星的线速度、角速度、加速度、周期、万有引力的关系。
（2）如果c 的速度增加，能否与同轨道的b相撞。
学生思考、讨论后回答。
教师适当分析讲解。
讲解重点：①指出万有引力因为不确定其质量，所以无法比较。
②介绍美俄两国卫星相撞的原因（结合视频资料：美俄两国卫星相撞的原因），指出太空垃圾的危害。
三、当堂训练1．地球的半径为r，地面的重力加速度为g，一颗离地面高度为r的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则（）a．卫星加速度的大小为12ggb．卫星运转的角速度为 24r12r4gＣ．卫星运转的线速度为2．两行星a、b各有一颗卫星a和b ，卫星的圆轨道接近各自行星表面，如果两行星质量之比ma：mb=p，两行星半径之比ra：rb＝q则两个卫星周期之比ta：tb为 ( )a．q?qpb.q?pc. p?q pd. q?qp3．三颗人造地球卫星a、b、c在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知ra＜rb＜rc 。
若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图所示。
那么再经过卫星a的四分之一周期时，卫星a、b、c的位置可能是（）三、小结四、作业第二课时一、复习引课1．万有引力定律的内容及应用：2．人造卫星的运动规律及求解思路：问：不同的轨道的卫星其速度不同，那人类是怎样将卫星发送到指定轨道上的呢？二、新课4．卫星的发射原理（1）介绍牛顿的卫星设想（flash）思考并求解：物体需要多大的发射速度，才能不落加地面，刚好贴着地面运转？教师点拨、帮助学生得出第一宇宙速度v1=7．9 km/s5．宇宙速度（1）第一宇宙速度v1=7．9 km/s定义：人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度。
第一宇宙速度的计算方法：方法一：地球对卫星的万有引力就是卫星做圆周运动的向心力．gmmr+h2v2=m，v=r+hgm。
当h↑，v↓， r+h所以在地球表面附近卫星的速度是它运行的最大速度。
其大小为r＞＞h（地面附近）时，v1=3的向心力．v12．当r＞＞h时．gh≈g mg=m思考并讨论后回答：以第一宇宙速度发射卫星时其刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动，而如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转，即进入半径越大的轨道，所需要的发射v 越大。
这与上节课得出的半径越大的轨道，所需要的运行速度v 越小矛盾吗？简略介绍人造卫星的发射速度与运行速度。
①发射速度所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道。
要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行。
如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。
②运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。
当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。
根据运行速度一定小于发射速度。
类比得出：（2）第二宇宙速度（脱离速度）：可知，人造卫星距地面越高（即轨道3半径r越大），运行速度越小。
实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际①意义：使卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。
②如果人造天体的速度大于11．2km/s而小于16．7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点。
（3）第三宇宙速度（逃逸速度）：①意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。
②如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而邀游太空了。
这个速度目前能做到吗？教师介绍以第三速度发射的探测器，先驱者一号。
教师小结：只有你想不到的，没有你做不到的。
随着科学技术的发展，我们探测太空的脚步会越走越快，越走越远。
也许有一天我们也能到其它星球旅游定居。
但是今天我们就必须掌握一些必备知识。
也就是我们这节课的重点。
6．两种最常见的卫星⑴近地卫星。
神舟号飞船的运行轨道离地面的高度为340km，线速度约7.6km/s，周期约90min。
⑵同步卫星。
“同步”的含义就是和地球保持相对静止，所以其周期等于地球自转周期，即t=24h。
由式gmmr+h2gm7．卫星的超重和失重（1）卫星进入轨道前加速过程，卫星上物体超重． (2)卫星进入轨道后正常运转时，卫星上物体完全失重．三、当堂训练1．关于第一宇宙速度，下面说法有（）a．它是人造卫星绕地球飞行的最小速度Ｂ．它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度Ｃ．它是人造卫星绕地球飞行的最大速度Ｄ．它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度【篇二：宇宙速度教学设计】现代教育技术课堂教学设计【篇三：物理必修二宇宙航行教案2014】宇宙航行 (教案)三维教学目标：知识与技能： 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．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：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．教学重点及解决方法：第一宇宙速度的推导．教学难点及解决方法：运行速率与轨道半径之间的关系．教学内容：一、教学引入：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。
（结合视频播放）二、新课教学：（一）牛顿的设想（1）牛顿对人造卫星原理的描绘。
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）人造卫星绕地球运行的动力学原因。
人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。
（3）人造卫星的运行速度。
设地球质量为m，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则mmv2g2=m，rr∴v= 可见：高轨道上运行的卫星，线速度小。
提出问题：角速度和周期与轨道半径的关系呢？（二）宇宙速度（1）第一宇宙速度⑴推导：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：2mmvg2=m， rr得：v=又∵mg=gmm r2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。
⑵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。
（老师与学生一起推导）（2）第二宇宙速度大小v2=11.2km/s。
意义：使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。
注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。
（3）第三宇宙速度。
大小：v3=16.7km/s。