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高中语文必修教案

发表时间：2020-05-20

6.5宇宙航行学案（人教版必修2）。

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性，作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，让高中教师能够快速的解决各种教学问题。那么如何写好我们的高中教案呢？为满足您的需求，小编特地编辑了“6.5宇宙航行学案（人教版必修2）”，仅供参考，欢迎大家阅读。

6.5宇宙航行学案（人教版必修2）

1．第一宇宙速度是指卫星在____________绕地球做匀速圆周运动的速度，也是绕地球做
匀速圆周运动的____________速度．第一宇宙速度也是将卫星发射出去使其绕地球做圆
周运动所需要的________发射速度，其大小为________．
2．第二宇宙速度是指将卫星发射出去使其克服____________，永远离开地球，即挣脱地
球的________束缚所需要的最小发射速度，其大小为________．
3．第三宇宙速度是指使发射出去的卫星挣脱太阳________的束缚，飞到____________
外所需要的最小发射速度，其大小为________．
4．人造地球卫星绕地球做圆周运动，其所受地球对它的______提供它做圆周运动的向心
力，则有：GMmr2＝__________＝________＝________，由此可得v＝______，ω＝
________，T＝________.
5．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其环绕速度可以是下列的哪些数据()
A．一定等于7.9km/s
B．等于或小于7.9km/s
C．一定大于7.9km/s
D．介于7.9km/s～11.2km/s
6．关于第一宇宙速度，以下叙述正确的是()
A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B．它是近地圆轨道上人造卫星运行的速度
C．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D．它是人造卫星发射时的最大速度
7．假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，且仍做圆周运动，
则下列说法正确的是()
①根据公式v＝ωr可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍②根据公式F＝mv2r可知
卫星所需的向心力将减小到原来的12③根据公式F＝GMmr2，可知地球提供的向心力将
减小到原来的14④根据上述②和③给出的公式，可知卫星运行的线速度将减小到原来的
22
A．①③B．②③C．②④D．③④
【概念规律练】
知识点一第一宇宙速度
1．下列表述正确的是()
A．第一宇宙速度又叫环绕速度
B．第一宇宙速度又叫脱离速度
C．第一宇宙速度跟地球的质量无关
D．第一宇宙速度跟地球的半径无关
2．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径
较小，一般在7～20km，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10km，密度为
1.2×1017kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为()
A．7.9km/sB．16.7km/s
C．2.9×104km/sD．5.8×104km/s
知识点二人造地球卫星的运行规律
3．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R，线速度为v，周期为T，若使该
卫星的周期变为2T，可行的办法是()
A．R不变，线速度变为v2
B．v不变，使轨道半径变为2R
C．轨道半径变为34R
D．v不变，使轨道半径变为R2
4．在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地
面上的重力加速度为g，求：
(1)卫星运动的线速度；
(2)卫星运动的周期．
知识点三地球同步卫星
5．关于地球同步卫星，下列说法正确的是()
A．它的周期与地球自转周期相同
B．它的周期、高度、速度大小都是一定的
C．我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空
D．我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空
6．据报道，我国的数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发
射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同
步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是()
A．运行速度大于7.9km/s
B．离地面高度一定，相对地面静止
C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等
【方法技巧练】
卫星变轨问题的分析方法
7．发射地球同步卫星时，
图1
先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将
卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图1所示，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上的角速度小于在轨道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
8．宇宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一
交点，通知宇航员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇．宇航员随即开动飞船上的发动
机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是()
A．飞船高度降低
B．飞船高度升高
C．飞船周期变小
D．飞船的向心加速度变大

参考答案
课前预习练
1．近地轨道最大环绕最小7.9km/s
2．地球引力引力11.2km/s
3．引力太阳系16.7km/s
4．引力mv2rmω2rm(2πT)2rGMrGMr3
2πr3GM
5．B
6．BC[第一宇宙速度是指卫星围绕天体表面做匀速圆周运动的线速度，满足关系GMmR2＝mv2R，即v＝GMR，且由该式知，它是最大的环绕速度；卫星发射得越高，需要的发射速度越大，故第一宇宙速度等于最小发射速度的数值，因此B、C正确．]
7．D[人造卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，由F＝GMmr2知轨道半径增大到原来的2倍，地球提供的向心力等于卫星所需的向心力，将变为原来的14，②错误，③正确；由GMmr2＝mv2r得v＝GMr知r增加到原来的2倍时，速度变为原来的22，①错误，④正确，故D正确．]
课堂探究练
1．A[第一宇宙速度又叫环绕速度，A对，B错．根据GMmR2＝mv2R可知环绕速度与地球的质量和半径有关，C、D错．]
2．D[中子星上的第一宇宙速度即为它表面处的卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径近似地认为是该中子星的半径，且中子星对卫星的万有引力充当向心力，由GMmr2＝mv2r，
得v＝GMr，又M＝ρV＝ρ4πr33，得v＝r4πGρ3＝
1×104×4×3.14×6.67×10－11×1.2×10173m/s＝5.8×107m/s.]
点评第一宇宙速度是卫星紧贴星球表面运行时的环绕速度，由卫星所受万有引力充当向心力即GMmr2＝mv2r便可求得v＝GMr.
3．C[由GMmR2＝mR4π2T2得，T＝4π2R3GM＝2πR3GM，所以T′＝2T＝2πR′3GM，解得R′＝34R，故选C.]
4．(1)gR2(2)4π2Rg
解析(1)人造地球卫星受地球的引力提供向心力，则
GMm(2R)2＝mv22R
在地面，物体所受重力等于万有引力，GMmR2＝mg
两式联立解得v＝gR2.
(2)T＝2πrv＝2π2RgR2＝4π2Rg.
5．ABD
6．BC[由题意知，定点后的“天链一号01星”是同步卫星，即T＝24h．由GMmr2＝mv2r＝mω2r＝m4π2T2r＝ma，得：v＝GMr，运行速度应小于第一宇宙速度，A错误．r＝3GMT24π2，由于T一定，故r一定，所以离地高度一定，B正确．由ω＝2πT，T同T月，ω同ω月，C正确．a＝rω2＝r(2πT)2.赤道上物体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，D错误．]
7．BD[本题主要考查人造地球卫星的运动，尤其是考查了地球同步卫星的发射过程，对考生理解物理模型有很高的要求．
由GMmr2＝mv2r得，v＝GMr.因为r3r1，所以v3v1.由GMmr2＝mω2r得，ω＝GMr3.因为r3r1，所以ω3ω1.卫星在轨道1上经Q点时的加速度为地球引力产生的加速度，而在轨道2上经过Q点时，也只有地球引力产生加速度，故应相等．同理，卫星在轨道2上经P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度．]
8．B[当宇宙飞船加速时，它所需向心力增大，因此飞船做离心运动，轨道半径增大，由此知A错误，B正确；由式子T＝2πr3GM可知，r增大，T增大，故C错误；由于a＝GMr2，r增大，a变小，D错误．]

精选阅读

《宇宙航行》教学设计

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，让教师能够快速的解决各种教学问题。教案的内容具体要怎样写呢？下面是小编精心为您整理的“《宇宙航行》教学设计”，希望能为您提供更多的参考。

一、设计思想

宇宙航行不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强民族自信心和自豪感。

学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论，具备了解决问题的基本工具。

本节重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。

本节课的难点在于对人造卫星原理的理解，因此教学设计上采用理论探究法，在设计中突出发挥学生的主体作用，课堂中通过设疑→思考→启发→引导这样一条主线，激发鼓励学生的大胆思考、积极参与，让学生通过自己的分析研究来掌握获取相关的知识和方法。

二、教学目标

（一）知识和能力目标

1．了解人造地球卫星的有关知识和航天发展史。

2．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。

3．理解卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。

（二）过程与方法目标

1．在学习牛顿对卫星发射的思考过程的同时，培养学生科学探索能力；培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力。

2．通过对卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系的讨论，培养学生运用知识分析解决实际问题的能力。

（三）情感态度与价值观目标

1．通过展示人类在宇宙航行领域中的伟大成就，激发学生学习物理的热情。

2．通过介绍我国在航天方面的成就，激发学生的爱国热情，增强民族自信心和自豪感。

3．感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人生观和价值观。

三、教学重点

1．第一宇宙速度的推导。

2．卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。

四、教学难点

卫星的发射速度与运行速度的关系。

五、教学方法

探究、讲授、讨论。

六、教学准备

多媒体课件。

七、教学过程

（一）引入新课

通过前面的学习我们知道了，人类通过站在地球上的观测，认识到了天体做什么样的运动，并进一步弄清了天体为什么要做这样的运动。然而人类并不满足于只站在地球上探索宇宙的奥秘。本节课，我们就来学习人类是如何走出地球，飞向宇宙，进行宇宙航行的。（利用幻灯片，向学生展示一些航天类的图片，以激发学生的学习兴趣。）

（二）推进新课

牛顿的思考

探究：怎样才能使得一个物体绕着地球做圆周运动？

先让学生思考、讨论，教师可根据学生情况引导学生思考。

我们知道，在地面上将一个物体水平抛出，若抛出时速度越大，则落地点距抛出点的水平距离越大。如果抛出速度很大时，我们还能将地面看作平面吗？（不能）

早在16世纪道的牛顿就曾思考过这个问题。（播放卫星发射原理动画，并向学生分析）

从地球上最高的山峰上将物体水平抛出，速度越大，落地点就越远。如果抛出的速度足够大，物体就不在落回地面，它将绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。

宇宙速度

探究：以多大的速度发射这个物体，物体就刚好不落回地面，成为一颗绕地球表面做匀速圆周运动的卫星呢？

1．第一宇宙速度

物体最终绕地球表面做匀速圆周运动，引力为其做圆周运动提供向心力。

代入数据得v=7．9km/s

这就是物体在地面附近做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。

如果发射速度大于第一宇宙速度，结果会怎样呢？

2．第二宇宙速度

当抛出物体的速度继续增大，地球引力将不足以为其做圆周运动提供向心力，物体将会脱离地球引力，离开地球。这个速度为v=11．2km/s。我们把v=11．2km/s叫做第二宇宙速度。如果发射速度大于第一宇宙速度，而小于第二宇宙速度，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。

3．第三宇宙速度

物体脱离地球引力的束缚后，还会受到太阳引力的束缚。若抛出的速度足够大，物体还将脱离太阳引力的束缚，飞向太阳系之外的宇宙空间。这个速度v=16．7vkm/s。这个速度叫做第三宇宙速度。

卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。

探究：目前为止，人类发射的人造地球卫星已经有几千颗了，这些卫星运行的快慢不同，那么卫星运行的快慢与什么因素有关呢？

学生可能的答案：质量、轨道半径……

我们将不同轨道上的卫星绕地球运动都看成是匀速圆周运动，则有

可得：

结论：线速度、角速度、周期都与卫星的质量无关，仅由轨道半径决定。

当卫星环绕地球表面运行时，轨道半径最小为地球半径（r=R），此时线速度最大，角速度最大，周期最小。则

=7．9km/s

=1．24×10-3rad/s

=84min

即卫星绕地球运行的最大速度为7．9km/s。

人造卫星的发射速度与运行速度

（播放嫦娥一号发射的模拟视频，让学生了解卫星发射的全过程，学生也将对发射速度和运行速度有一个了解。）

1．发射速度

发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。

2．运行速度

运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。

梦想成真

学生先阅读，然后教师简述补充。（借助于多媒体，一边向学生展示，一边介绍，注意情感态度与价值观目标的实现。）

其实早在六百多年前的明朝，一个名叫万户的人就曾有“飞天”的壮举，但最终未能成功，并为之付出了生命。万户是世界上第一个利用火箭向太空搏击的英雄。他的努力虽然失败了，但他借助火箭推力升空的创想是世界上第一个，因此他被世界公认为“真正的航天始祖”，为了纪念这位世界航天始祖，世界科学家将月球上的一座环形火山命名为“万户山”。

19世纪中叶，俄罗斯学者，齐奥尔科夫斯基，提出利用喷气推进的多级火箭，运载发射卫星。

1957年10月4日，世界上第一颗人造卫星成功在苏联发射成功。

1961年4月12日，世界上第一次载人飞行，苏联。

1969年7月16日，人类第一次登上月球，美国。

1070年，中国第一颗人造卫星发射成功。

2003年10月15日，中国第一次载人飞行。

2007年，嫦娥一号成功发射。

然而人类对宇宙的探索并不是一帆风顺的，无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路。

1986年1月28日，美国，挑战者号航天飞机升空后爆炸，七名宇航员遇难。

2003年2月1日，美国，哥伦比亚号航天飞机返航时爆炸，七名宇航员遇难。

（三）课堂小结

尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕。宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔。宇宙有没有边界？有没有起始和终结？地外文明在哪里？这些都是留给大家待以解决的问题。

高考物理第一轮宇宙航行专题复习学案

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助高中教师能够更轻松的上课教学。关于好的高中教案要怎么样去写呢？下面是小编为大家整理的“高考物理第一轮宇宙航行专题复习学案”，仅供参考，希望能为您提供参考！

§7.3宇宙航行
【要点点拨】
1.第一宇宙速度7.9km/s是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，而如人造卫星绕地球做匀速圆周运动的半径越大，则所需的线速度相应越小。
2.若实际发射卫星的的速度大于7.9km/s且小于11.2km/s，则卫星绕地球做椭圆运动。卫星如做椭圆运动，它在各点的速度大小是不同的由可粗略看出，r变大时，变小。
3.在求解有关人造卫星的的习题时，一定要注意卫星离地面高度与卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是两个不同的概念。
4.第二、第三宇宙速度虽然数值上比第一宇宙速度大不多，但要达到这一速度是相当困难的。
【解题思路】
1.用万有引力定律处理天体问题，主要有两条解题思路：（1）在地面附近把万有引力看成等于物体受的重力，即，主要用于计算涉及重力加速度的问题；（2）把天体的运动看成是匀速圆周运动，且，主要用于计算天体质量、密度以及讨论卫星的速度、角速度、周期随轨道的变化而变化等问题。
2.地面上物体的重力是由于地球对物体的万有引力引起的，但一般情况下这两者并不相等，因为地面上物体随地球自转的向心力也由万有引力的一个分力提供，不过这一分力却较小，实际计算中常常忽略。
3.人造卫星中的物体所受地球的万有引力全部提供卫星作圆周运动的向心力，因此卫星内部的物体处于完全失重状态。

【学习目标】
1.了解卫星的发射运行等情况.
2.了解飞船飞入太空的情况.
3.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度.
【自主学习】
一、宇宙速度
1、人造地球卫星在地面附近绕地球做圆规道运行时，速度为,如果将它发射至半径为二倍地球半径的高空轨道，那么它的运行速度是＿。
2、两颗人造地球卫星和的质量比，轨道半径之比，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比＿，向心加速度之比＿，向心力之比＿。
二、梦想成真
1、人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）
：半径越大，速度越小，周期越小：半径越大，速度越小，周期越大
：所有卫星的速度均是相同的，与半径无关
：所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关
2、若已知某行星绕太阳公转的半径为，公转周期为，万有引力恒量为，则由此可求出（）
：某行星的质量：太阳的质量
：某行星的密度：太阳的密度
【典型例题】
例1、月球的质量约为地球的1/81，半径约为地球半径的1/4，地球上第一宇宙速度约为7.9km/s,则月球上第一宇宙速度月为多少？

例2、人造地球卫星与地面的距离为地球半径的1.5倍，卫星正以角速度ω做匀速圆周运动，地面的重力加速度为，、、这三个物理量之间的关系是（）
：：：：
例3、在绕地球做匀速圆周运动的航天飞机的外表面上，有一隔热陶瓷片自动脱落，则陶瓷片的运动情况是
：平抛运动：自由落体运动
：仍按原轨道做匀速圆周运动
：做速圆周运动，逐渐落后于航天飞机
【针对训练】
1、利用所学的知识，推导第一宇宙速度的表达式。

2、在某星球上，宇航员用弹簧称称得质量为的砝码的重为，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期是。根据上述数据，试求该星球的质量

3、地球的同步卫星距地面高约为地球半径的5倍，同步卫星正下方的地面上有一静止的物体，则同步卫星与物体的向心加速度之比是多少？若给物体以适当的绕行速度，使成为近地卫星，则同步卫星与近地卫星的向心加速度之比为多少？

4、我们国家在1986年成功发射了一颗实用地球同步卫星，从1999年至今已几次将“神州”号宇宙飞船送入太空。在某次实验中，飞船在空中飞行了36,绕地球24圈。那么同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较（）
：卫星运转周期比飞船大
：卫星运转速率比飞船大
：卫星运转加速度比飞船大
：卫星离地高度比飞船大
5、甲、乙两颗人造地球卫星在同一轨道平面上的不同高度处同向运行，甲距地面高度为地球半径的0.5倍，乙甲距地面高度为地球半径的5倍，两卫星在某一时刻正好位于地球表面某处的正上空，试求：（1）两卫星运行的速度之比；（2）乙卫星至少经过多少周期时，两卫星间的距离达到最大？

6、一宇航员在某一行星的极地着陆时，发现自己在当地的重力是在地球上重力的0.01倍，进一步研究还发现，该行星一昼夜的时间与地球相同，而且物体在赤道上完全失去了重力，试计算这一行星的半径。

7、侦察卫星通过地球两极上空的圆轨迹运动，他的运行轨道距地面高度为，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全部拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？（设地球的半径为，地面处重力加速度为，地球自转周期为）

8．登月火箭关闭发动机在离月球表面112km的空中沿圆形轨道运动，周期是120.5min,月球的半径是1740km，根据这组数据计算月球的质量和平均密度。

【学后反思】
_____________________________________________________________________________________________________________________。

参考答案：
[自主学习]一、1.2.二、1.2.
[典型例题]例一.km/s例二.例三.
[针对训练]1.略2.3.（1）6：1（2）1：364.
5.（1）2：1（2）6.7.
8．，

1.1宇宙中的地球学案（人教版必修1）

1.1宇宙中的地球学案（人教版必修1）
[学习目标]　1.用图示说明天体系统的层次，以及地球在宇宙中的位置。2.运用图表资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。3.分析地球位置及自身条件，理解地球上出现生命的原因。
一、地球在宇宙中的位置

1．天体
(1)概念：宇宙间①物质的存在形式。
(2)常见类型：②星云、恒星、行星、③流星、彗星、④卫星。
2．天体系统
(1)概念：运动中的天体⑤相互吸引、⑥相互绕转形成的系统。
(2)级别：总星系⑦银河系⑧太阳系⑨地月系其他行星系其他恒星系河外星系
二、太阳系中的一颗普通行星
1．太阳系八颗行星

(1)名称：图中按离太阳由近及远的顺序依次是：a水星、b金星、c○10地球、d火星、e木星、f土星、g天王星、h海王星。
(2)运动特征：同向性、共面性、近圆性。
(3)分类
依据：距日远近、质量、体积等。
类型(填字母)类地行星：a、b、c、d巨行星：○21e、○22f远日行星：○23g、○24h
2．表现：地球的○25质量、○26体积、平均密度和公转、自转运动特点并不特殊。
三、存在生命的行星
1．特殊性：地球是太阳系中○27唯一一颗适合生物生存和繁衍的行星。
2．存在生命的条件
(1)地球位于太阳系。地球所处的宇宙环境很安全。
(2)地球具有适宜的温度条件。
(3)地球具有适合生物生存的大气条件。
(4)地球上有液态水
我的疑惑
1．

探究点一　地球在宇宙中的位置
探究材料　2010年10月1日下午18时59分57秒，中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空，准确入轨，赴月球拍摄月球表面影象，获取极区表面数据，为嫦娥三号在月球软着陆做准备。
1．宇宙是物质世界，而且物质的形态多种多样。天体是宇宙间物质的存在形式。待发射的“嫦娥二号”卫星是不是天体？一个物质要成为天体需要符合哪些条件？
2．月球、地球、太阳之间构成了几级天体系统？判断天体系统的标准是什么？
3．用简图表示天体系统的层次，说明地球在宇宙中的位置。

1．待发射的“嫦娥二号”卫星不是天体，判断一个物体是否为天体的方法——着眼于“三看”。
一看位置：它是不是位于地球大气层之外，独立存在于宇宙中。进入大气层或落回地面的物体不属于天体。
二看实质：它是不是宇宙间的物质，一些自然现象不属于天体。
三看运转：它是否在一定的轨道上独自运转。依附在其他天体上运行的物体不属于天体，如在火星上考察的火星车。
2．月球、地球、太阳之间构成二级天体系统。
天体系统是宇宙中的各种天体相互吸引、相互绕转形成的，这些条件必须同时具备，缺一不可，如果某些天体只相互吸引但达不到绕转的程度，就不能构成天体系统，如北斗七星就不能构成天体系统。
3．天体系统和层次如下图所示，用此图可说明地球在宇宙中的位置。

　读“天体系统示意图”，回答下列问题。

(1)图中天体形成天体系统的原因是。
(2)图中天体系统共有级，其中比太阳所在的天体系统高一级的是。
(3)哈雷彗星所属天体系统是图____。
答案　(1)相互吸引　相互绕转　(2)四　银河系(或河外星系)　(3)③
解析　解题时可依据图中提示的天体系统和常见天体，判断图中①～④的天体系统名称：①是总星系；②是银河系；③是太阳系；④是地月系。然后，依次解答各题。
探究点二　太阳系中的一颗普通的行星
探究材料　教材P4图1.4太阳系模式图和P4～5活动。
1．按照距离太阳由近及远的顺序说出太阳系中八颗行星的名称，说出小行星带的位置。
2．根据教材P4～5有关资料，思考在太阳系的八颗行星中，地球在运动特征和结构特征中有没有特殊的地方？

1．目前，已知太阳系中有八颗行星。按照它们与太阳的距离，由近及远，依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。小行星带位于火星和木星的轨道之间。
2．地球是太阳系中的一颗普通行星，是指在太阳系八颗行星中，地球的质量、体积、平均密度和公转运动，与其他行星相比，尤其与类地行星相比，并没有什么特别的地方。具体表现为：
(1)都是本身不发光、不透明的近似球状的天体。
(2)运动特征方面具有同向性、共面性、近圆性等特征。

(3)在质量、体积、密度、自转和公转周期、平均密度等结构特征方面与其相邻的行星相似。
　读“太阳系模式图”，回答下列各题。
(1)图中所示是太阳系模式的一部分，图中序号所代表的天体中，表示地球的是
　。
(2)按照图中所示的顺序，图中④是星，⑤是______星，在它们之间存在一个
带。
(3)按照天体分类，图中天体①～⑤均属星。在太阳系中有小行星、______星、星、流星体和行星际物质等天体，其中心天体是，其他天体都围绕它运转的原因是_________________________________________。
(4)按结构特征分类，天体②属行星，天体⑤属行星。
答案　(1)③　(2)火　木　小行星　(3)行　卫　彗　太阳　太阳的质量占太阳系总质量的99.86%，太阳系中的其他天体都在太阳引力的作用下，绕太阳公转　(4)类地　巨
解析　太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统。太阳是太阳系的中心天体，它的质量占太阳系总质量的99.86%，太阳系中的其他天体都在太阳引力的作用下，绕太阳公转。
探究点三　存在生命的行星
探究材料　与其他行星相比较，地球的条件是非常优越的。首先，它表面的平均温度约为15℃，适于万物生长，而且能够使水在大范围内保持液态，形成水圈。而水星和金星离太阳太近，接受到的太阳辐射能量分别为地球的6.7倍和1.9倍，表面温度达350℃和480℃；木星、土星距太阳又太远，所获得的太阳辐射的能量仅为地球的4%和1%，表面温度是－150℃和－180℃，更远的两颗行星的表面温度则都在－200℃以下，环境条件十分严酷。
1．地球上存在生命的条件有哪些，请归纳、分析。
2．为解决地球上日益恶化的人口、资源与环境问题，人们曾提出移民月球的幻想，要想把幻想变成现实，你认为应重点解决哪几方面的问题？

1．地球的特殊性在于地球是太阳系中唯一存在生命的天体。地球具备生物生存和繁衍的条件，这与其外部环境和自身条件有密切关系，具体如下：
(1)地球存在生命的外部条件
条件类型地球具备的条件对生命起源的意义
恒星际环境稳定太阳光照稳定长期以来太阳无明显变化，
生命物质演化没有中断
行星际环境安全地外撞击概率极低
行星公转的同向性和共面性，
使其各行其道，互不干扰
(2)地球存在生命的自身条件
自身条件主要指合适的温度条件、大气条件和液态水的存在。如下表所示：
条件
类型地球具有的条件对生命起源的意义
适宜的温度日地距离适中，公转和自转周期适当，使地球表面温度主要介于0℃～100℃之间有利于生命过程的发生和发展
合适的大气适中的体积和质量使地球周围形成大气层，经过漫长演化，形成以氮气和氧气为主的现代大气氮气是生物体的基本成分，氧气是维持生命的必需物质
有液态水原始地球体积收缩和内部放射性元素衰变致热，使地球内部水体形成水汽逸出，冷却后降落，在低洼处汇聚，形成原始海洋，孕育生命地球上最初的单细胞生命，就出现在海洋中
用简图表示如下：
2．要想移民月球，需解决以下问题
(1)解决昼夜温差大的问题，控制合适的温度；(2)寻找或解决生存用水问题；(3)通过氧气的制造和存储运输，保证氧气的供应。
　下图为“公转轨道相邻的三大行星相对位置示意图”，与①、②行星相比，地球具备生命存在的基本条件之一是()
A．适宜的大气厚度和大气成分
B．强烈的太阳辐射和充足的水汽
C．复杂的地形和岩石圈
D．强烈的地震和火山活动
答案　A
解析　图中①为火星、②为金星，地球具备生命的自身条件有三：有适合生命呼吸的大气；有适宜的温度；有原始大洋(水)的存在。结合题目中所提供的选项，A选项是正确的。

高一物理下册《宇宙航行》教学设计

教学设计思路：

本节课要求学生会计算人造卫星的环绕速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度．本节是第五节，万有引力定律、圆周运动、天体运动都已经讲过，从知识上讲学生运用牛顿第二定律直接推导出卫星的速度并不是一件困难的事情．实际上学生遇到卫星问题时总是感到困难和无从下手．究其根源是因为学生对地球、卫星的空间关系不清楚，学生无法从自己站立的一个小小的角落体会巨大空间中发生的事情．因此，用各种视频、课件和图片帮助学生建立空间的概念是十分必要的，有了空间的图景，对问题的认识和思考就有了依托．所以，本节课我使用了大量的图片和视频来模拟、展示，让学生有比较深刻的感性认识．

设计理念

通过对前几节知识的学习，学生对曲线运动的特点、万有引力定律已有一定的了解．在此基础上，教师通过设计问题情境，引导学生探究，获得新知识．重视科学跟生活、跟社会的联系，让学生体会物理学就在身边．体会生活质量与物理学的依存关系，体会科学是迷人的、是改变世界的神奇之手．

学情分析：

尽管学生对天体运动的知识储备不足，猜想可能缺乏科学性，语言表达也许欠妥，但只要学习始终参与到学习情境中，激活思维，大胆猜想，敢于表达，学生就能得到发展和提高．

教学目标：

一、知识与能力

了解人造卫星的发射与运行原理，知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度．

了解人造卫星的运行原理，认识万有引力定律对科学发展所起的作用，培养学生科学服务于人类的意识．

二、途径与方法

学习科学的思维方法，发展思维的独立性，提高发散思维能力、分析推理能力和语言表达能力．

三、情感态度与价值观

在主动学习、合作探究的过程中，体验愉悦的学习氛围，在探究中不断获得美的感受不断进步．

学习科学，热爱科学，增强民族自信心和自豪感．

教学准备：

多媒体电脑及图片．

教学重点难点：

重点：

1．第一宇宙速度的推导．

2．运行速率与轨道半径之间的关系

难点：

沿椭圆轨道运行的卫星按照圆周运动处理，卫星的最大环绕速度是最小发射速度．

教学过程：

教师活动

教学内容

学生活动

引入新课

展示新闻和图片

1957年10月4日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，从而开创了人类航天的新纪元．

1961年4月12日，前苏联成功地发射了第一艘“东方号”载人飞船，尤里·加加林成为第一位航天员，揭开了人类进入太空的序幕．

人类进入了航天时代．这节课我们就来学习人造地球卫星方面的基本知识．

看屏幕

听讲解

§6.5宇宙航行

进行新课

问：离地面一定高度的物体以一定的初速度水平射出，由于重力作用，物体将做平抛运动，即最终要落回地面．但如果射出的速度增大，会发生什么情况呢？

思考

演示牛顿设想原理图

一、人造地球卫星由于抛出速度不同，物体的落点也不同．当抛出速度达到一定大小，物体就不会落回地面，而是在引力作用下绕地球旋转，成为绕地球运动的人造卫星．
那么，速度多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的卫星呢？

观察、分析

引导学生讨论

展示课件并讲解

二、宇宙速度
【板书】1.第一宇宙速度(环绕速度)v1＝7.9km/s

请学生根据所学知识，推导第一宇宙速度的另一种表达式：推导：地面附近重力提供向心力，所以将R＝6.37×106m,g＝9.8m/s2代入，求出第一宇宙速度仍为7.9km/s．如果人造地球卫星进入轨道的水平速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨道就不是圆，而是椭圆．当物体的速度等于或大于11.2km/s时，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造卫星．所以，11.2km/s是卫星脱离地球的速度，这个速度叫作第二宇宙速度，也称脱离速度速．

【板书】2.第二宇宙速度（脱离速度）v2＝11.2km/s
达到第二宇宙速度的物体要受太阳引力的束缚，要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必须使它的速度等于或大于16.7km/s，这个速度叫作第三宇宙速度，也称逃逸速度．【板书】3.第三宇宙速度（逃逸速度）v3＝16.7km/s
【板书】4地球同步卫星．

人造地球卫星的种类很多，有一种特别的卫星叫地球同步卫星

（1）同步卫星的高度是确定的：h＝36000km．

（2）理解同步卫星“同步”的意义．

（3）探究同步卫星的位置．

2．观看视频：同步卫星的轨道以及同步卫星的发射

．

讨论并推导

观察、思考

说明特点

了解卫星的发射和回收

视频和图片

巩固练习