人教版（2003）高中物理必修二第六章万有引力与航天——万有引力的两大疑难问题

第六章——万有引力的两大疑难问题命题特征：以选择题为主 新课引入有趣的小实验： 学习目标：1、通过新课引入，调动起学生的学习兴趣和积极性。2、通过教师精讲与小组合作学习知道卫星变轨的基本思路和应用。3、通过小组讨论和分析总结得出近地卫星，同步卫星，赤道上的物体的线速度，加速度的大小关系。 探究一、卫星变轨 由于技术上的需要，有时要在适当的位置短时间启动卫星上的发动机，使卫星的速度发生突变，让其运行轨道发生改变，最终到达预定的目标。卫星变轨概念 万有引力不够提供向心力卫星如何从圆轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，解释原因？思考卫星在P处向后喷火加速离心运动椭圆PⅠⅡ 卫星如何从椭圆轨道Ⅱ进入圆轨道Ⅲ，解释原因？思考卫星在Q处向后喷火加速QⅢⅡ PQ312小组合作学习（一）问题2、卫星从2轨道上的近地点P点向远地点Q点运动的过程中，卫星的速度（），经过P点的速度Vp2和经过Q点的速度VQ2的大小关系是（）。问题3、欲使卫星从轨道2上的Q点转移到轨道3，卫星需要（）所以VQ2与VQ3速度的大小关系是（）问题5、综合以上分析得出卫星在轨道上各点速度的大小关系（）问题1、卫星从轨道1上的P点转移到轨道2上做的是（）运动，需要改变卫星的（），所以经过P点的速度Vp1、速度Vp2的大小关系是（）。问题4、卫星在1轨道和3轨道做的都是圆周运动，所以根据“高轨低速周期长”，得Vp1与VQ3的速度大小关系是（） 师生共议：卫星在轨道Ⅰ上经过P点时的速度大小为vp1与它在轨道Ⅱ上经过P点时的速度大小为vp2，试比较二者大小关系？vp2>vp1(离心)追问：在椭圆轨道上P点与Q点的速度大小相等吗？vP>vQ（开普勒第二定律）PⅠⅡQ 师生共议：卫星在轨道Ⅱ上经过Q点时的速度为大小vQ2与它在轨道Ⅲ上经过Q点时的速度大小为vQ3，试比较二者大小关系？vQ3>vQ2（离心）PQⅢⅠⅡ追问：在圆轨道上vp1与vQ3点的速度大小如何？vp1>vQ3（） 比较卫星在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度ap1，与它在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度ap2，在轨道Ⅱ上经过Q点时的加速度aQ2，在轨道Ⅲ上经过Q点时的加速度aQ3大小关系如何？PQⅢⅠⅡ小组合作学习（二） 3.卫星到达椭圆轨道与圆轨道的公切点时，卫星受到的万有引力相同，所以加速度相同。1.速度关系：总结2.圆轨道与椭圆轨道的互变：（1）从低轨道来到高轨道，在轨道连接点需要加速；（2）卫星的回收是发射的逆过程，从高轨道回到低轨道，在轨道连接点需要减速。 如图所示，“嫦娥一号”探月卫星被月球捕获后，首先稳定在椭圆轨道Ⅰ上运动，其中P、Q两点分别是轨道Ⅰ的近月点和远月点，Ⅱ是卫星绕月球做圆周运动的轨道，轨道Ⅰ和Ⅱ在P点相切，则()A.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的速度大于Q点的速度B.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的加速度小于Q点的加速度C.卫星分别沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的加速度不相等D.卫星要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，须在P点加速图4A学以致用（所有同学） 探究2：同步卫星（A点）、近地卫星（B点）、赤道上物体(C点）的比较赤道同步卫星近地卫星赤道上的物体rRABC 赤道上物体（A组）同步卫星（B组）近地卫星（C组）相同点向心力来源周期转动半径方法：两两比较都在绕地心做匀速圆周运动F引-F重=F向F引=F向F引=F向T=24hT=24hT=85minr=R地r=R地+3.6X104kmr=R地角色扮演： 一、比较三者的V的关系1、比较同步卫星、近地卫星的V2、再比较赤道上物体和同步卫星的V综合起来：V赤<V同<V近赤道上物体同步卫星近地卫星相同点都在绕地心做匀速圆周运动向心力来源F引-F重=F向F引=F向F引=F向周期T=24hT=24hT=85min转动半径r=R地r=R地+3.6X104kmr=R地方法：两两比较小组合作学习（三）二、比较三者的a的关系1、比较同步卫星、近地卫星的a2、再比较赤道上物体和同步卫星的a综合起来：a赤<a同<a近 当堂检测四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图7所示，其中a是静止在地球赤道上还未发射的卫星，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，四颗卫星相比较()A.a的向心加速度最大B.相同时间内b转过的弧长最长C.c相对于b静止D.d的运动周期可能是23h（所有同学）B 【变式训练】如图所示，某航天器，首先稳定在椭圆轨道Ⅰ上运动，其中P、Q两点分别是轨道Ⅰ的近月点和远月点，Ⅱ是卫星绕月球做圆周运动的轨道，轨道Ⅰ和Ⅱ在P点相切，则()A.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的加速度等于Q点的加速度B.卫星分别沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的加速度相等C.卫星要从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ，须在P点加速D.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的速度小于Q点的速度图4（所有同学）BC当堂检测 如图2所示，a为地面上的待发射卫星，b为近地圆轨道卫星，c为地球同步卫星.三颗卫星质量相同.三颗卫星的线速度分别为va、vb、vc，角速度分别为ωa、ωb、ωc，周期分别为Ta、Tb、Tc，向心力分别为Fa、Fb、Fc，则()A.ωa＝ωc<ωbB.Fa＝Fc<FbC.va＝vc<vbD.Ta＝Tc>Tb图2当堂检测（A层学生）AD