物理必修二宇宙航行

物理必修二宇宙航行（精选4篇）

物理必修二宇宙航行 篇1

导入新课

针对上节课的学习内容提出以下问题.请同学们回忆： 1.万有引力定律在天文学上有何应用？

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？

对于学生的回答进行总结,并强调：应用万有引力定律求解天体问题时，万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三种形式的方程，即

Mmv2G2m

①

rrGMm2=mω·r

② 2rMm42rG2m

2③ rT导入：这节课我们再来学习有关宇宙航行的知识.推进新课

一、宇宙速度

打开“6.5宇宙航行.ppt”课件，切换到第二屏：

先给出问题让学生思考并说出他们的方法，然后再介绍牛顿的设想：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,但是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.课件展示《人造卫星发射原理图》，加深学生的理解：

屏幕切换到第六屏给出答案：

问题：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？ 屏幕切换到第七屏，给出三个宇宙速度的有关概念.强调：这三个宇宙速度都是指的在地面发射时的速度.屏幕切换到第八屏，课件展示《三个宇宙速度》,如图：

选择动画中不同的速度，可以观察到不同的结果.二、梦想成真

先引导学生阅读书中有关内容，然后课件展示有关的图片和视频.先让学生自己做，然后老师总结并给出规范的解答.课堂小结

让学生认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来.请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容，比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方.布置作业

1.教材“问题与练习”中的问题.2.阅读教材“科学漫步”栏目中的短文《黑洞》和“STS”栏目中的短文《航天事业改变着人类生活》.注明：本课所用PPT课件及相关资料全部来自“志鸿优化网”（http://），文件解压后就可使用，具体链接地址为：

《宇宙航行》教学反思 篇2

通过两节课对宇宙航行内容的学习，学生基本已经可以解决相关问题，现在对这节课进行反思和总结。

本节的内容涉及到学生相对陌生的宇宙航行中宇宙速度问题，但是在圆周运动的讲解中已经学习过线速度，本节课中的第一宇宙速度其实就是一个特殊的线速度，即卫星在地球表面运动时候的线速度，依然应用万有引力提供向心力推导。这个内容也是课本中提及的。而在实际解题应用中，还常常用到另外一个表达式，即中地球表面的重力提供向心力来表示第一宇宙速度，这方面就需要学生对已学知识学会灵活应用。最后再由地球表面的第一宇宙速度推广到任何一个天体的第一宇宙速度的推导，提高学生的变通能力以及综合素质。

此外还可以从发射角度描述这个问题，同时得到第一宇宙速度是最小的发射速度和最大的环绕速度，但是学生对于变轨问题还没有深入的学习，所以只能靠记忆掌握这一内容，使得某些同学学起来感觉到比较突兀，这一点我以后应该加强改善。在第二宇宙速度及第三宇宙速度的引导上做的还可以。在课堂气氛和学生积极性方面我觉得自己做的还不错，另外在课堂中多提设问，让学生自己来发现规律，可能更适合我们教学!

5. 宇宙航行 教学设计 教案 篇3

1.教学目标

知识与技能

1.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． 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来推导第一宇宙速度，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.2.教学重点/难点

教学重点

1.第一宇宙速度的意义和求法．

2.人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系． 教学难点

1.近地卫星、同步卫星的区别． 2.卫星的变轨问题．

3.教学用具

多媒体、板书

4.标签

教学过程

一、宇宙航行

1.基本知识

（1）牛顿的“卫星设想” 如图所示，当物体的初速度足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的人造卫星．

（2）原理

一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，向心力由地球对它的万有引力提供，（3）宇宙速度

（4）梦想成真

1957年10月，苏联成功发射了第一颗人造卫星； 1969年7月，美国“阿波罗11号”登上月球； 2003年10月15日，我国航天员杨利伟踏入太空． 2．思考判断)（1）绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s.(×（2）在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s.(√))（3）要发射一颗月球人造卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s.(×探究交流

我国于2011年10月发射的火星探测器“萤火一号”．试问这个探测器应大约以多大的速度从地球上发射

【提示】 火星探测器绕火星运动，脱离了地球的束缚，但没有挣脱太阳的束缚，因此它的发射速度应在第二宇宙速度与第三宇宙速度之间，即11.2 km/s＜v＜16.7 km/s.二、第一宇宙速度的理解与计算 【问题导思】

1．第一宇宙速度有哪些意义？ 2．如何计算第一宇宙速度？

3．第一宇宙速度与环绕速度、发射速度有什么联系？ 1．第一宇宙速度的定义

又叫环绕速度，是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v＝7.9 km/s.2．第一宇宙速度的计算

设地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的线速度为v：

3．第一宇宙速度的推广 由第一宇宙速度的两种表达式可以看出，第一宇宙速度之值由中心星体决定，可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度，都应以

式中G为万有引力常量，M为中心星球的质量，g为中心星球表面的重力加速度，r为中心星球的半径．

误区警示

第一宇宙速度是最小的发射速度．卫星离地面越高，卫星的发射速度越大，贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小，其运行速度即第一宇宙速度．

例：某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中，已知该星球的半径为R，求这个星球上的第一宇宙速度．

方法总结：天体环绕速度的计算方法

对于任何天体，计算其环绕速度时，都是根据万有引力提供向心力的思路，卫星的轨道半径等于天体的半径，由牛顿第二定律列式计算．

1．如果知道天体的质量和半径，可直接列式计算．

2．如果不知道天体的质量和半径的具体大小，但知道该天体与地球的质量、半径关系，可分别列出天体与地球环绕速度的表达式，用比例法进行计算．

三、卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系 【问题导思】

1．卫星绕地球的运动通常认为是什么运动？ 2．如何求v、ω、T、a与r的关系？ 3．卫星的线速度与卫星的发射速度相同吗？

为了研究问题的方便，通常认为卫星绕地球做匀速圆周运动，向心力由万有引力提供． 卫星的线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系与推导如下：

由上表可以看出：卫星离地面高度越高，其线速度越小，角速度越小，周期越大，向心加速度越小．

误区警示

1．在处理卫星的v、ω、T与半径r的关系问题时，常用公式“gR2＝GM”来替换出地球的质量M会使问题解决起来更方便．

2．人造地球卫星发射得越高，需要的发射速度越大，但卫星最后稳定在绕地球运动的圆形轨道上时的速度越小．

例：如图所示为在同一轨道平面上的几颗人造地球卫星A、B、C，下列说法正确的是()

A．根据v＝，可知三颗卫星的线速度vA＜vB＜vC

B．根据万有引力定律，可知三颗卫星受到的万有引力FA＞FB＞FC C．三颗卫星的向心加速度aA＞aB＞aC D．三颗卫星运行的角速度ωA＜ωB＜ω 【答案】 C

四、卫星轨道与同步卫星 【问题导思】

1．人造地球卫星的轨道有什么特点？ 2．人造地球卫星的轨道圆心一定是地心吗？ 3．地球同步卫星有哪些特点？ 1．人造地球卫星的轨道

人造卫星的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道．（1）椭圆轨道：地心位于椭圆的一个焦点上．

（2）圆轨道：卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星所需的向心力由万有引力提供，由于万有引力指向地心，所以卫星的轨道圆心必然是地心，即卫星在以地心为圆心的轨道平面内绕地球做匀速圆周运动．

总之，地球卫星的轨道平面可以与赤道平面成任意角度，但轨道平面一定过地心．当轨道平面与赤道平面重合时，称为赤道轨道；当轨道平面与赤道平面垂直时，即通过极点，称为极地轨道，如图所示．

2．地球同步卫星

（1）定义：相对于地面静止的卫星，又叫静止卫星．（2）六个“一定”．

①同步卫星的运行方向与地球自转方向一致． ②同步卫星的运转周期与地球自转周期相同，T＝24 h.③同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度．

④同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在赤道的正上方． ⑤同步卫星的高度固定不变．

特别提醒

由于卫星在轨道上运动时，它受到的万有引力全部提供给了向心力，产生了向心加速度，因此卫星及卫星上的任何物体都处于完全失重状态．

例：已知某行星的半径为R，以第一宇宙速度运行的卫星绕行星运动的周期为T，该行星上发射的同步卫星的运行速度为v，求同步卫星距行星表面高度为多少．

规律总结：同步卫星、近地卫星和赤道上随地球自转物体的比较

1．近地卫星是轨道半径近似等于地球半径的卫星，卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供．同步卫星是在赤道平面内，定点在某一特定高度的卫星，其做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供．在赤道上随地球自转做匀速圆周运动的物体是地球的一部分，它不是地球的卫星，充当向心力的是物体所受的万有引力与重力之差． 2．近地卫星与同步卫星的共同点是卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供；同步卫星与赤道上随地球自转的物体的共同点是具有相同的角速度．当比较近地卫星和赤道上物体的运动规律时，往往借助同步卫星这一纽带，这样会使问题迎刃而解．

五、卫星、飞船的变轨问题

例：如图所示，某次发射同步卫星的过程如下：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2，最后将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()

A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度

C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 【答案】 D 规律总结：卫星变轨问题的处理技巧

1．当卫星绕天体做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，由

由此可见轨道半径r越大，线速度v越小．当由于某原因速度v突然改变时，若速度v突然减小，卫星将做近心运动，轨迹为椭圆；若速度v突然增大，则

卫星将做离心运动，轨迹变为椭圆，此时可用开普勒第三定律分析其运动．

2．卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到的万有引力相同，所以加速度也相同． 课堂小结

必修二物理知识点 篇4

(一)

一、运动的描述

1.物体模型用质点，忽略形状和大小;地球公转当质点，地球自转要大小。物体位置的变化，准确描述用位移，运动快慢S比t，a用Δv与t比。

2.运用一般公式法，平均速度是简法，中间时刻速度法，初速度零比例法，再加几何图像法，求解运动好方法。自由落体是实例，初速为零a等g.竖直上抛知初速，上升心有数，飞行时间上下回，整个过程匀减速。中心时刻的速度，平均速度相等数;求加速度有好方，ΔS等aT平方。

3.速度决定物体动，速度加速度方向中，同向加速反向减，垂直拐弯莫前冲。

二、力

1.解力学题堡垒坚，受力分析是关键;分析受力性质力，根据效果来处理。

2.分析受力要仔细，定量计算七种力;重力有无看提示，根据状态定弹力;先有弹力后摩擦，相对运动是依据;万有引力在万物，电场力存在定无疑;洛仑兹力安培力，二者实质是统一;相互垂直力，平行无力要切记。

3.同一直线定方向，计算结果只是“量”，某量方向若未定，计算结果给指明;两力合力小和大，两个力成q角夹，平行四边形定法;合力大小随q变，只在最小间，多力合力合另边。

多力问题状态揭，正交分解来解决，三角函数能化解。

4.力学问题方法多，整体隔离和假设;整体只需看外力，求解内力隔离做;状态相同用整体，否则隔离用得多;即使状态不相同，整体牛二也可做;假设某力有或无，根据计算来定夺;极限法抓临界态，程序法按顺序做;正交分解选坐标，轴上矢量尽量多。

三、牛顿运动定律

1.F等ma，牛顿二定律，产生加速度，原因就是力。

合力与a同方向，速度变量定a向，a变小则u可大，只要a与u同向。

2.N、T等力是视重，mg乘积是实重;超重失重视视重，其中不变是实重;加速上升是超重，减速下降也超重;失重由加降减升定，完全失重视重零

四、曲线运动、万有引力

1.运动轨迹为曲线，向心力存在是条件，曲线运动速度变，方向就是该点切线。

2.圆周运动向心力，供需关系在心里，径向合力提供足，需mu平方比R，mrw平方也需，供求平衡不心离。

3.万有引力因质量生，存在于世界万物中，皆因天体质量大，万有引力显神通。卫星绕着天体行，快慢运动的卫星，均由距离来决定，距离越近它越快，距离越远越慢行，同步卫星速度定，定点赤道上空行。

五、机械能与能量

1.确定状态找动能，分析过程找力功，正功负功加一起，动能增量与它同。

2.明确两态机械能，再看过程力做功，“重力”之外功为零，初态末态能量同。

3.确定状态找量能，再看过程力做功。有功就有能转变，初态末态能量同。

六、热力学定律

1.第一定律热力学，能量守恒好感觉。内能变化等多少，热量做功不能少。

正负符号要准确，收入支出来理解。对内做功和吸热，内能增加皆正值;对外做功和放热，内能减少皆负值。

2.热力学第二定律，热传递是不可逆，功转热和热转功，具有方向性不逆。

(二)

1、参考系：运动是绝对的，静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系在而言的。通常以地面为参考系。

2、质点：

(1)定义：用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型，是科学的抽象。

(2)物体可看做质点的条件：研究物体的运动时，物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点，要具体问题具体分析。

(3)物体可被看做质点的几种情况:

①平动的物体通常可视为质点。

②有转动但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点。

③同一物体，有时可看成质点，有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，反之，则可以。

【注】质点并不是质量很小的点，要区别于几何学中的“点”。

3、时间和时刻：

时刻是指某一瞬间，用时间轴上的一个点来表示，它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔，用时间轴上的一段线段来表示，它与过程量相对应。

4、位移和路程：

位移用来描述质点位置的变化，是质点的由初位置指向末位置的有向线段，是矢量;

路程是质点运动轨迹的长度，是标量。

5、速度：

用来描述质点运动快慢和方向的物理量，是矢量。

(1)平均速度：是位移与通过这段位移所用时间的比值，其定义式为，方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。

(2)瞬时速度：是质点在某一时刻或通过某一位置的速度，瞬时速度简称速度，它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率，它是一个标量。

6、加速度：用量描述速度变化快慢的的物理量，其定义式为。

加速度是矢量，其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系)，大小由两个因素决定。

补充：速度与加速度的关系

1、速度与加速度没有必然的关系，即：

(1)速度大，加速度不一定也大;

(2)加速度大，速度不一定也大;

(3)速度为零，加速度不一定也为零;

(4)加速度为零，速度不一定也为零。

2、当加速度a与速度V方向的关系确定时，则有：

(1)若a与V方向相同时，不管a如何变化，V都增大。

(2)若a与V方向相反时，不管a如何变化，V都减小。

高一物理学习方法

做好章节的知识总结

初中物理知识点多且凌乱，所以做好章节总结十分有必要。学生可以在每一章老师讲完课后，系统地复习一遍课本知识，把考试要考的重点内容记录在册，可以用图表或者文字来表达。根据自身教学经验总结初中物理的知识主要有：相对运动、压强、浮力、声现象、光现象、物态变化、凸透镜成像、密度测量、二力平衡、杠杆、滑轮组、欧姆定律、家庭电路、机械能和内能，比热容、电磁(发电机、电动机)等，这些都是中考的重点内容，学生们都应牢牢把握。

高中物理学习技巧

对物理产生浓厚的兴趣。

兴趣是思维的动因之一，兴趣是强烈而又持久的学习动机，兴趣是学好物理的潜在动力。培养兴趣的途径很多，从学生角度：应注意到物理与日常生活、生产、现代科技密切联系，息息相关。在我们的身边有很多的物理现象，用到了很多的物理知识，如：说话时，声带振动在空气中形成声波，声波传到耳朵，引起鼓膜振动，产生听觉;喝开水时、喝饮料时、钢笔吸墨水时，大气压帮了忙;走路时，脚与地面间的静摩擦力帮了忙，行走过程中就是由一个个倾倒动作连贯而成;淘米时除去米中的杂物，利用了浮力知识;一根直的筷子斜插入水中，看上去筷子在水面处变弯折;闪电的形成等等。