卫星变轨教案

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《卫星变轨》教学设计

课题名称 科目 间

这节课通过对卫星变轨的实例分析，使学生了解：卫星变轨的原理和过程，让学生学会解决卫星变轨问题。

教材分析

在讲课时，卫星变轨加速原理要交待清楚。 1．从低轨进入高轨要点火加速 2.从高轨进入低轨要点火减速

3.整个变轨过程是利用了速度变化的时候F万F向，从而卫星做离心运动 本节课的学习者特征分析主要是根据学生的实际情况做出的：

学情分析

1．学生是中山高级中学高一（8）班学生；

2．学生已经基本掌握万有引力定律和圆周运动的知识； 3．学生的基础和学习习惯不太好。 4．设计重趣味性与知识性的结合。 一、知识与技能 1．卫星变轨的原理；

2．了解万有引力定律在变轨中的重要应用； 3．会用万有引力定律解决变轨问题。 二、过程与方法

1．由V增加从而引起F向的增加，F万F向，于是卫星做离心运动。

教学目标

2．通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力 三、情感态度与价值观

1．利用设置丰富的问题情境，鼓励学生从多角度思考、探索、交流，激发学生的好奇心和主动学习的欲望；

2．利用万有引力定律变轨，学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。

3．通过介绍中国航天事业的发展及播放卫星视频，激发学生对科学家探究真理的崇拜之情。

教学重点 教学难点 教学资源

1．卫星变轨原理。

2．卫星在各轨道上的速度、加速度、周期等的大小比较。 对F万F向的理解。

（1）给同学们准备一些相关资料； （2）教师自制的多媒体课件； （3）上课环境为多媒体大屏幕环境。 物理

年级

教学时 1课时

卫星变轨 高一级




《卫星变轨》教学过程描述

（一）师生互动，激趣导入

1．教师展示：中国现今发射的多个卫星过程、神舟六号、神舟七号、神州八号、神州九号的成功发射，神州八号和天宫一号的对接过程，激发学生兴趣。 2．引入课题：万有引力定律的天文学上的应用—卫星变轨 （二）问题启发，合作探究

1．创设情景：

发射同步卫星时，通常先将卫星发送到近地轨道Ⅰ，使其绕地球做匀速圆周运动，速率为v1，第一次在P点点火加速，在短时间内将速率由v1增加到v2，使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ；卫星运行到远地点Q时的速率为v3，此时进行第二次点火加速，在短时间内将速率由v3增加到v4，使卫星进入同步轨道Ⅲ，绕地球做匀速圆周运动。

教学活动 1

教学活动 2

mv2GMm

第一次加速：卫星需要的向心力增大了，但万有引力没变，因此卫星将2

rr

开始做离心运动，进入椭圆形的转移轨道Ⅱ。点火过程中卫星的线速度增大。

v 3 Ⅲ Q v4 v 1 Ⅱ

Ⅰ P

v2

教学活动 2

在转移轨道上，卫星从近地点P向远地点Q运动过程只受重力作用，重力做负功，速度减小。在远地点Q时如果不进行再次点火，卫星将继续沿椭圆轨道运行，从远地点Q回到近地点P，不会自动进入同步轨道。这种情况下卫星在Q点受到的万有引力大于以速率v3沿同步轨道运动所需要的向心力，因此卫星做向心运动。

为使卫星进入同步轨道，在卫星运动到Q点时必须再次启动卫星上的小火箭，短时间

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内使卫星的速率由v3增加到v4，使它所需要的向心力增大到和该位置的万有引力相

r

等，这样就能使卫星进入同步轨道Ⅲ而做匀速圆周运动。

（三）规律总结

：要使卫星由较低的圆轨道进入较高的圆轨道，即增大轨道半径（增大轨道高度h），一定要给卫星增加能量。

教学活动 3

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