宇宙航行的物理公式

高一物理

6.5 宇宙航行

★新课标要求

（一）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。 （二）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 （三）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、难点

第一宇宙速度的推导、运行速率与轨道半径之间的关系 ★教学建议

随着航天事业的飞速发展，人造地球卫星的应用也越来越广泛.从高考命题的指导思想来看，要求高考试题具有时代气息，反映现代科技的发展和动向，因此有关卫星的问题将继续是高考的热点问题。解决卫星的运动问题，其依据都是万有引力提供向心力，列出相应的方程，就可得出向心加速度、线速度、角速度、周期跟轨道半径的关系.通过例题和练习，帮助学生掌握这一基本方法。 ★教学片段

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

高一物理

6.5 宇宙航行

★新课标要求

（一）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。 （二）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 （三）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、难点

第一宇宙速度的推导、运行速率与轨道半径之间的关系 ★教学建议

随着航天事业的飞速发展，人造地球卫星的应用也越来越广泛.从高考命题的指导思想来看，要求高考试题具有时代气息，反映现代科技的发展和动向，因此有关卫星的问题将继续是高考的热点问题。解决卫星的运动问题，其依据都是万有引力提供向心力，列出相应的方程，就可得出向心加速度、线速度、角速度、周期跟轨道半径的关系.通过例题和练习，帮助学生掌握这一基本方法。 ★教学片段

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

§5．宇宙航行 §6．经典力学的局限性——问题导读 （命制教师：张宇强）

§5．宇宙航行 §6．经典力学的局限性——问题导读

使用时间： 月 日—— 月 日

姓名 班级

【学习目标】

1、知道人造地球卫星的运行原理，会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运行的原因；

2、掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度； 3、简单了解航天发展史。

4、能用所学知识求解卫星基本问题。

【问题导读】认真阅读《课本》P44—P51内容，并完成以下导读问题： 一、人造地球卫星

如图所示，当物体的 足够大 时，它将会围绕 旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的 。一般情况下可认为

人造地球卫星绕地球做 运动，向心力由地球对它的 Mm

提供，即G2 = ，则卫星在轨道上运行的线速度v=

r

二、三个宇宙速度的比较 第一宇 宙速度 第二宇 宙速度 第三宇 宙速度 数值 意义 (1)卫星环绕地球表面运行的速度，

《宇宙航行》多媒体教学设计

张前军 张峰

江苏省沭阳高级中学，江苏 沭阳 223600 （《物理教学探讨》2012年第12期）

摘要：新课程改革强调课程三维目标的落实，本文给出了一个《宇宙航行》的多媒体教学设计，在此过程中充分利用多媒体辅助教学的优点，以此来展示在教学过程中如何落实三维目标。

关键词：宇宙航行；多媒体设计；三维目标；

1 教材分析

《宇宙航行》是新课程人教版物理必修2第六章《万有引力与航天》第五节内容，介绍了万有引力的实践性成就，需要学生重点理解第一宇宙速度，同时也要培养学生养成是万有引力提供天体运动向心力的这一基本方法来研究卫星问题的习惯，还要让学生通过了解航天发展史，感受人类不断探究自然的精神，激发学生的爱国热情和民族自豪感。

教材只介绍了人造地球卫星的发射原理和人类的航天成就，但是人造地球卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个重要实例，因此必不可少的要补充介绍卫星的运动规律，让学生能够区别卫星的发射速度和环绕速度，让学生形成较正确的卫星运动图景。 2 多媒体设计

通过网络搜集与航天有关的大量诗歌、图片、动画插件以及影像素材，精选并合理组合，制作了卫星发射和在轨运动的模拟动画，希望使素材的呈现更加自然、流畅，并在

高中物理公式：电场公式

两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60*10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍

库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k=9.0*109N?m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝

电场强度：E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的电量(C)｝

真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r：源电荷到该位置的距离(m)，Q：源电荷的电量｝

匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB 两点在场强方向的距离(m)｝

电场力：F=qE{F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝

电势与电势差：UAB=φA-φB，UAB=W AB/q=-ΔEAB/q

电场力做功：W AB=qUAB=Eqd{W AB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，

UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关)，E:匀强电场强度，d:两点沿场强方向的距离

为您服务教育网 http://www.wsbedu.com 高中物理力学和电磁学系统复习之七——电场与磁场

知识梳理

一、电场的基本性质 1．电场力的性质

库仑定律：F=kQ1Q2/r2，电场力：F=qE。

注意电场强度只与源处电荷有关，与检验电荷无关。

电场线形象直观地反映电场的强弱与方向。疏密表示电场的强弱，而切线方向表示电场的方向。

2．电场能的性质

(1)电势与电势差：UAB=W/q，电势高低与零势点选择有关，但电势差与零势点选择无关。

(2)电势的变化规律：沿着场线的方向，电势是逐渐降低的。

(3)电场力做功特点：电场力做功与路径无关，只与初末位置有关。电场力做功，电势能减少；外力克服电场力做功，电势能增加。

3．电容

(1)两个公式：C=Q/U ，C= εrS/4πkd

前者是定义式，后者是平行板电容器的决定式。 (2)平行板内部电场是匀强电场。 二、带电粒子在电场的特点

1．平衡：与其它力一起参与力的合成，合力为零，则物体处于平衡状态。 2．加速运动：初速度与电场平行时。 3．偏转：初速度与电场垂直时。 三、电流与电荷在磁场中受力及运动

1．磁感应强度B=F/IL ，注意磁场产生的两种方式：磁铁产生与电流产生。 2．磁场方向

人造卫星 宇宙速度

人造卫星：1.定义： 在地球上抛出的物体， 当它的速度足够大时，物体 就永远不会落到地面上，它 将围地球旋转，成为一颗人 造地球卫星。 2.轨迹: 圆形或椭圆3.向心力来源: 万有引力 以地心为圆心的 4.轨迹特点: 圆或以地心为焦 点的椭圆 2

地心为轨迹 的圆心

答案：ABD

人造卫星(绕地做匀速圆周运动)的运动参数： ma mg Mm G V 4 r r m m r m r T/ 向 2 2 2 2 2

结论: V、ω、a向、g/ 越小 r越大 T 越大

GM 得a g r/ 向 2

GM 得V r

GM 4 2 r 3 T3 r GM4

人造卫星的两个速度：1.运行速度： 卫星在进入轨道后绕地球运动的线速度. 2.发射速度： 被发射物在地面附近离开发射装置(火箭) 时的速度. 1.轨道半径越大，运行速度越小。(做匀速圆周运动) 2.因卫星上升过程中要克服引力和空气阻力(在大气层中 时)做功消耗动能,所以卫星越高,发射速度越大。

人造卫星的两个速度：1.运行速度： 卫星在进入轨道后绕地球运动的线速度. 2.发射速度： 被发射物在地面附近离开发射装置(火箭) 时的速度. A 卫星A的

《宇宙的边疆 》教学设计

选用教材：普通高中课程标准试验教科书人教版必修3

一、教学目标 （一）知识目标

把握课文的主要内容和结构，品味文章语言，掌握解说词的文体特点。了解一些有关宇宙的基础知识，扩展学生的思维层次和文化素养。 （二）能力目标

联系实际，了解解说词的写作特点，培养学生独立阅读解说词的能力。 （三）思想教育目标

引导学生了解作者对宇宙和人类的思考，激发学生的求知欲和探索精神，培养学生的科学精神和勇于发现真理的的品质。

二、教学重、难点：

（一）教学重点：掌握解说词的文体特点，引导学生理解“人类的未来取决于我们对这个宇宙的了解程度”这一句子，了解作者对宇宙和人类的思考，并引发自己的思考。 （二）教学难点：指导学生引导学生从相关的说明材料逐步掌握解说词的特点。 三、课时安排：2课时 四、教学过程： 【第一课时】

教学要点：作者、文体介绍，梳理文章主要内容和结构,在课文分析中把握解说词风格特点。 （一）导入 1.正文导入

1

（播放宇宙视频导入）你们知道太空有多少星系、恒星和行星吗？你们知道最远的星星离我们有多远？你又是否知道彗星为什么拖着尾巴呢？ 天文奇观对我们充满着诱惑，宇宙的奥秘等待我们人类用智

浩瀚的宇宙

一.宇宙概观 宇宙概观 1.宇宙的中心

(1)地心说 日心说( )地心说——日心说(哥 日心说 白尼) ??? 白尼)—??? (2)宇宙的构成： )宇宙的构成：

2.太阳系

3.银河系 银河系

银河系里大约有1000亿个太阳系

4.河外星系 河外星系 河外星系，是位于银河系之外、由几十亿 河外星系，是位于银河系之外、 至几千亿颗恒星、 至几千亿颗恒星、星云和星际物质组成的 天体系统。目前已发现大约10亿个河外星 天体系统。目前已发现大约 亿个河外星 银河系也只是一个普通的星系。 系。银河系也只是一个普通的星系。人们 估计河外星系的总数在千亿个以上， 估计河外星系的总数在千亿个以上，它们 如同辽阔海洋中星罗棋布的岛屿， 如同辽阔海洋中星罗棋布的岛屿，故也被 称为“宇宙岛” 称为“宇宙岛”。

一个著名的河外星系

银河系的友邻星系

四.宇宙大爆炸理论 宇宙大爆炸理论 1.宇宙正在扩张 宇宙正在扩张 宇宙的扩张在不断地加快。科什那教授向 宇宙的扩张在不断地加快。 我们展示的扩张宇宙模型是现代科学不能 完美解释的。根据这个模型推算， 完美解释的。根据这个模型推算，宇宙由 70%暗能量，25%暗物质，5%普通物质 如 暗能量， 暗物质， 普

篇一：《宇宙的未来》课文说明

13 宇宙的未来

课文研讨

一、整体把握

仰望灿烂的星空，我们会肃然起敬，产生无穷无尽的联想和想象。从古到今，人们对于宇宙的猜测和探索从来也没有停止过。如屈原在《天问》里就发出了一系列的探问：“遂古之初，谁传道之?上下未形，何由考之???九天之际，安放安属?隅隈多有，谁知其数?天何所沓?十二焉分?日月安属?列星安陈?出自汤谷，次于蒙汜，自明及晦，所行几里?”中国古代的宇宙学有浑天说、盖天说、宣夜说等，西方有日心说、地心说等。然而直到20世纪诞生现代宇宙学，人们对宇宙的认识才有了根本性的突破（参见“有关资料”部分）。本文作者是当代著名的理论物理学家，他以“宇宙的未来”这样玄而又玄的话题在剑桥大学作讲演，对我们认识宇宙有哪些启示呢?

在讲演的开头，作者就指出，预言将来是非常困难的，预言宇宙的将来尤其困难。虽然如此，科学家对此仍然满怀信心。

课文第2段，作者却话题一转，考察起预言的历史。提及预言，人们会不由自主地想到古代的巫术。女巫用“毒药或火山溢出的气体”把自己“弄得精神恍惚”，不过是为了增加一点儿神秘色彩，“而真正的技巧在于解释”。近代宗教预言也是这样，不断用新的解释来掩饰预言的失败，如“首先要数出获救者名单”等。那么，科学家