粤教版必修二3.3《飞向太空》WORD教案2

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1、3.33.3 飞向太空飞向太空【学习目标学习目标】 知识与技能知识与技能 1、了解火箭的基本原理。 2、了解万有引力定律对航天技术发展的重大贡献。 3、了解人类在航天技术领域取得的伟大成就。 过程与方法过程与方法 1、通过观察实验，了解火箭发射的原理。 2、认识火箭的演变过程。 3、了解多级火箭的发射过程。 4、通过观看图片和录像，了解人类对太空的探索。 情感态度与价值观情感态度与价值观 1、体会理论对实践的巨大指导作用。 2、体会航天事业对人类所产生的影响。 3、认识太空探险是一项光荣而危险的任务。 4、通过观看录像，激发爱国之情和为祖国的科学事业作贡献的决心。 【学习重点学习重点】 介绍各

2、国在航天航空领域的成就。 【知识要点知识要点】 一、走向太空的桥梁一、走向太空的桥梁火箭火箭 带着问题去阅读课本： 1、火箭为何分多级 2、长征二号丙改火箭发射铱星时，火箭起飞后为什么有白色碎片飘落？ 3、我国的长征系列火箭在发射起飞后为什么会冒出一股红棕色的烟雾？ 二、梦想成真二、梦想成真遨游太空遨游太空 从课本图片上，你看到什么？你想到什么？ 1、人类为什么要冒很大的风险去实现太空遨游上？ 2、太空探险有何积极的意义？ 3、太空探险与人类生存有何关系？ 4、随着宇宙资源的不断开发，许多新的能源将被人类发现并利用，这是否意味着 人类可以随便浪费已有的地球资源？ 5、你能为我国的航天事业作出怎

3、样的贡献呢？ 遨游太空的角度，按时间顺序向学生展示迄今为 止人类所经过的艰难道路和所取 得的成就。 三、空间探测器三、空间探测器 带着问题去观看录像学习： 1、人类深空探测的主要历程是怎样的？ 2、为什么要进行深空探测？ 3、地球上的生物会对其他星球产生污染吗？ 4、深空探测要注意什么？ 5、你能否设想出以后的深空探测将会是怎样的吗？ 深空探测既是人类认识宇宙的需要，又是人类为了开发宇宙资源、扩大自身生存环境的需要，因此，世界上的科技大国都投入巨资进行研究，使得深空探测水平和载人航天技术成 为衡量一个国家科技发展水平的标志。【典型例题典型例题】 例题例题 1 1、某物体在地球表面上受到的重力为

4、 160 N；将它放置在卫星中，在卫星以加速度随火箭加速上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为 90 N，卫2/ga 星此时距地面的高度为多少（已知地球的半径，取）kmR3104 . 62/10smg 精析：精析：先根据牛顿第二定律列出加速度时的方程，然2/ga 后 根据万有引力产生重力的思想，分别列出两个方程，最后联立求解。 解析：解析：依题意可知物体的质量为 m=16kg。当物体与卫星中的支持 物的相互挤压力为 90 N 时，设此时卫星距地面的高度为 H，如图 3-4， 在 火箭加速上升的过程中物体受到重力 G(此时重力加速度为 g)和支 持力 N 两个力的作用，根据牛顿第二定

5、律：F=ma，来源:学,科,网 即 NG= ma，有： mg=Nma （1） 根据万有引力定律，万有引力产生重力，有：GMm/r2= mg (2) 在地球表面附近，GMm/R2=mg (3)联立三式得：r=R=4R,mmaNg / )(故 H=rR=3R=1.92104 绿色通道：绿色通道：本题牵涉到的物理规律比较多，要求学生综合前面所学知识解决问题。在 解此题时学生往往容易忽略一点，即物体的重力加速度 g随高度的增加而减小。如果这 点不能突破，很难理顺思路，顺利根据有关规律列出方程求解。例题例题 2 2 发射人造卫星或航天器需要使用多级火箭推进，才能达到其脱离地球引力的 速度。请你利用简易器

6、材模拟演示火箭推进的装置，并说明其根据的原理。 精析：精析：火箭之所以能推进卫星或航天器达到其所需要的速度，主要是因为火箭在推进 运行的过程中向后喷出高压及高速的燃气，根据牛顿第三定律，这些高压、高速的燃气反 作用于火箭上，从而使火箭获得巨大的反作用力而被推向推进。 解析：解析： 方法一、可以利用气球来模拟演示，具体做法如下：方法一、可以利用气球来模拟演示，具体做法如下：将气球充满气体，然后封闭气口，放在水平地面上。将气口以尽快的速度放开，即可 以观测和感受到气体在往后喷气的同时，气球以较快的速度往前运动。（如图 3-5 所示）图 3-5NG 图 3-4方法二、提示：可以利用烟花来模拟演示，方

7、法二、提示：可以利用烟花来模拟演示，在节日，同学们可以利用燃放烟花来体验，在烟花喷射出的同时，感觉到一个反作用的 力施加于手上。 方法三、提示：可以制作水火箭来模拟演示，方法三、提示：可以制作水火箭来模拟演示， 水火箭是同学们非常感兴趣的一项活动，水火箭的制作简单，成功率高，是一个能充分 说明火箭推进原理的课外制作活动。 绿色通道：绿色通道：本题从科技问题立意，体现出问题的开放性和探究性，对激发学习兴趣和 提高解决问题的能力有重要意义。这种类型的问题要引起高度的重视。【当堂反馈当堂反馈】 1、在地球赤道上的 A 处旋转一个小物体（相对地面无位移） 。现在设想地球对小物体 的万有引力突然消失，则

8、在数小时内，小物体相对于 A 点处的地面来说，将 （ ） A 水平向东飞去 B 原地不动，物体对地面的压力消失 C 向上并渐偏向西方飞去 D 向上并渐偏向东方飞去 2、目前的航天飞机的飞行轨道都是近地轨道，一般在地球上空（300700）km 飞行， 绕地球飞行一周的时间为 90 min 左右。这样，航天飞机里的宇航员在 24 h 内可以见到日 落日出的次数应为 （ ） A0.38 B 2.7 D16 3、中子星是恒星演变到最后的一种存在形式。 （1）有一密度均匀的星球，以角速度 绕自身的几何对称轴旋转。若维持其赤道表面物质不因快速旋转而被甩掉的力只有万有 引力，那么该星球的密度至少要多大？（2

9、）蟹状星云中有一颗中子星，它每秒转 30 周， 以此数据估算这颗中子星的最小密度。 （3）若此中子星的质量约为太阳的质量（） ，试问它的最大可能半径是多大？kg30102【参考答案参考答案】 1、答案、答案 C 解析：由于小物体在地球赤道上的解析：由于小物体在地球赤道上的 A 处旋转并相对地面静止，说明此时物体受到地球处旋转并相对地面静止，说明此时物体受到地球 的引力和向上的空气阻力，这两个力是一对平衡力。当引力突然消失时，物体只受向上的的引力和向上的空气阻力，这两个力是一对平衡力。当引力突然消失时，物体只受向上的 力的作用，所以物体一方面以初速度为力的作用，所以物体一方面以初速度为 0 的速

10、度向上运动，另的速度向上运动，另一方面，由于地球自西向东一方面，由于地球自西向东 旋转，所以物体相对地面向西方向运动。故正确答案是旋转，所以物体相对地面向西方向运动。故正确答案是 C。 2、答案：、答案：D 解析：由于航天器的周期为解析：由于航天器的周期为 90 分钟，所以在分钟，所以在 24h 内，它绕地球旋转了内，它绕地球旋转了 16 周，即可看周，即可看 到到 16 次日落日出。次日落日出。 3 答案：（答案：（1）=32/4G （2）1.27107101414kg/mkg/m3 3 (3)(3) 1.56101.56105 5m m 解析：（解析：（1）当赤道表面的物质受到的引力不足以

11、提供其随星体自转所需要的向心力时，）当赤道表面的物质受到的引力不足以提供其随星体自转所需要的向心力时，物质变会瓦解，设中子星质量为物质变会瓦解，设中子星质量为 M，赤道半径为，赤道半径为 R。所以由万有引力定律和圆周运动的规。所以由万有引力定律和圆周运动的规 律：律： GMm/R2=m2R -（1） 又由于又由于 M=4/3R3-（2） 所以由以上两式可得最小密度为：所以由以上两式可得最小密度为：=32/4G-（3）（2）因）因 =2/T=/15，代入（，代入（3）式得最小密度：）式得最小密度：=1.27107101414kg/mkg/m3 3（3 3）由上（）由上（2 2）式得：）式得：R=

12、R= = 1.56101.56105 5m m343 M【达标训练达标训练】1、对于万有引力定律的表达式，下面说法中正确的是（ ）221 rmmGF 公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的 当 r 趋近于零时，万有引力趋于无穷大 受到的引力总是大小相等的，则与是否相等无关21mm 与21、mm 受到的引力是一对平衡力21mm 与 用该公式可求出任何两个物体之间的万有引力 A B 2、开普勒第三定律对行星绕恒星的匀速圆周运动同样成立，即它的运动周期的平方与轨道半径 r 的三次方的比为常数，设，则常数的大小（ ）KrT32A只与行星的质量有关 B与恒星的质量与行星的质量有关 C

13、只与恒星的质量有关 D与恒星的质量及行星的速度有关 3、下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是 （ ） A 为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B 通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度可以不同 C 不同国家发射通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内来源:学 科网 ZXXK D 通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上 4、2002 年 3 月 25 日，我国成功发射了“神舟三号”宇宙飞船，这标志着我国的航天 技术又上了一个新台阶，若飞船在近地轨道上做的是匀速圆周运动，则运行速度 v 的大小 是-（ ） Av7.9 km/s Bv=7

14、.9 km/s C7.9 km/s v 11.2 km/s v=11.2 km/s 5、有质量相等的两颗人造地球卫星 A 和 B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，两卫星的轨道半径分别为和，且，则 A 和 B 两卫星相比较，以下说法正ArBrBArr 确的是-（ ） A、卫星 A 的运行周期较大 B、卫星 A 受到的地球引力较大C、卫星 A 运行的线速度较大 D、卫星 A 运行的角速度较大 6、设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后， 地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比- -（ ） A、地球与月球的万有引力将变大 B、地球与月球的万有引力将变大 C、月球绕地球运动的周期将变长 D、月球绕地球运动的周期将变短 7、两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为 1:2，两行星半 径之比为 2:1， 两行星密度之比为 4:1 两行星质量之比为 16:1 两行星表面处重力加速度 之比为 8:1 两卫星的速率之比为 4:1，则下列选项正确的是( ） A B. C. D. 8、某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为 R，地面重力加速度为 g，下列 说法错误的是-（ ）A、人造卫星的最小周期为gR/2B、卫星在距地面高度 R 处的绕行速度为2/RgC、卫星在距地面高度为 R 处的重力加速度为 g