1、天體運動中的“四大難點”課題天體運動中的四大難點”計劃課時2節教1、掌握近地衛星、赤道上的物體及同步衛星的運行特點。學2、理解衛星變軌的實質。目3、掌握天體運動中的能量冋題。標4、掌握衛星的追擊及相遇問題。教學重點衛星的運動特點。教學難點衛星變軌的實質及能量轉換問題。教學方法講授法、討論法教學內容及教學過程、引入課題太空中衛星發生故障時，如何進行對接維修呢？二、主要教學過程突破一近地衛星、赤道上物體及同步衛星的運行問題近地衛星、同步衛星和赤道上隨地球自轉的物體的三種勻速圓周運動的參量比較近地衛星同步衛星赤道上隨地球自轉的物體（1、3i、Vi、ai）（2、32、V2、a2）（r3、33、V3、a

2、3）向心力萬有引力萬有引力萬有引力的一個分力軌道半徑r23ri,GMm2/口/GM,同步衛星的角速度與地球自轉角由一 m3r得 3 Af3，故 3132角速度rVr速度相同，故32 3331 3233亠GMm mV/口j由2 得VA /列故ViV2由Vr3 得V2V3線速度rr丫r.ViV2V3,GMm口GM斗2向心加由2ma得a=_，故aia2由a 3r得a2a3rr速度aia2a3突破二衛星的變軌問題21變軌原理及過程人造衛星的發射過程要經過多次變軌方可到達預定軌道，如圖(1)為了節省能量，在赤道上順著地球自(2)在A點點火加速，由于速度變大，進入(3)在B點(遠地點)再次點火加速進入圓形

3、2.衛星變軌的實質(1)當衛星的速度突然增加時，Mm v2GpVAVC某一高山山頂上 的一個物體，兩顆衛星及物體轉方向發射衛星到圓軌道 I 上。橢圓軌道 n。軌道川。v=9可知其運行速率比原軌道時增大。3D.TA=TCTBMm V解析A為地球同步衛星，故 3A=3c,根據v= 3r可知，VAvc,再根據G2=mr得到v=見VBVA,所以三者的線速度關系為VBVAVC,故選項A正確；由 32nMm可知TA=Tc,再由=m T可知TATB,因此它們的周期關系為TA=TCTB,它們的角速度關系為 3B 3A= 3C,所以選項D正確,B錯誤；由F=曙2甲1知FAVFBVFC,所以選項C錯誤。答案AD【

4、例2】（多選）在完成各項既定任務后，“神舟九號”飛船于2012年6月29日10時許返回地面，主著陸場位于內蒙古四子王旗地區。如圖4所示，飛船在返回地面時，要在P點從圓形軌道 I 進入橢圓軌道 n,Q為軌道 H 上的一點，M為軌道 I 上的另一點,A.飛船在軌道 n 上經過P的速度小于經B.飛船在軌道 n 上經過P的速度小于在“神舟九號”的運動,過Q的速度軌道 I 上經過C.飛船在軌道 n 上運動的周期大于在軌道 I 上運動的周期D.飛船在軌道 n 上經過P的加速度小于在軌道 I 上經過M的加速度解析 飛船在軌道 n 上由Q點向P點運行時需要克服萬有引力做功，所以經過點時的動能，可知選項A正確；

5、飛船在軌道 I 上做勻速圓周運動，故飛船經過由于飛船在P點進入軌道 n 時相對于軌道 I 做向心運動，可知飛船在軌道 n 上F列說法中正確的有（M的速度P點時的動能小于經過P、M兩點時的速率相等,P點速度小于軌道 I 上點速度，故選項B正確；根據開普勒第三定律可知，飛船在軌道 n 上運動的周期小于在軌道 I 上運動的周期，選項C錯誤；根據牛頓第二定律可知，飛船在軌道 n 上經過速度大小相等，選項D錯誤。答案ABP的加速度與在軌道 I 上經過M的加【例3】（多選）（2015廣東理綜，20）在星球表面發射探測器，當發射速度為v時，探測器可繞星球表面做勻速圓周運動；當發射速度達到，2v時，可擺脫星球

6、引力束縛脫離該星球，已知地球、火星兩星球的質量比約為10：1,半徑比約為2：1,下列說法正確的有（）A.探測器的質量越大，脫離星球所需要的發射速度越大B.探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C.探測器分別脫離兩星球所需要的發射速度相等GM rr，可C.FAFBFC45D.探測器脫離星球的過程中，勢能逐漸增大GMmGMm發射速度不相等，C錯誤；探測器在地球表面受到的引力Fi=2，在火星表面受到的引力為F2=2，R地R火FiM地R火5FTMRT2,B正確；探測器脫離星球的過程中，弓I力做負功，弓I力勢能逐漸增大，D正確。答案BD【例4】（多選）（2014新課標全國卷 I,19）太陽系各行星幾

7、乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動。當地球恰好運行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現象，天文學稱為“行星 沖日。據報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日木星沖日；4月9日火星沖日；5月11日土星沖日；8月29日海王星沖日；10月8日天王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如 下表所示。則下列判斷正確的是（）地球火星木星十星天王星海王星軌道半徑（AU）1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都會出現沖日現象B.在2015年內一定會出現木星沖日C.天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半D.地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短解析設地球的

8、運轉周期為To、角速度為 3o、軌道半徑為ro，則其他行星的軌道半徑為r=kro根據萬有引力定律及牛頓第二定律得：GMm2 m3ororoGMm22=m3rr1聯立得：3 =33o。Vk各行星要再次沖日需滿足：3ot3t=2n ,解析由牛頓第二定律得星球的發射速度與探測器的質量無關，A錯誤；因為地球與火星的R不同，所以探測器脫離兩星球所需的6根據上式結合k值并由數學知識可知：行星沖日的時間間隔一定大于1年，并且k值越大時間間隔越短,7所以選項B、D正確，A、C錯誤。答案BD四、課堂練習創新設計第71、72頁變式訓練1、2、3、4五、課堂小結衛星的機械能動能Mm v2Gz=mr rGMmmE=x 2r rEk=mV勢能與總能量同一衛星在同一圓形軌道上運動，其機械能不變（守恒）相冋質量的衛星，在r越大的軌道上，動能越小，勢能越大，總能量越 大六、作業4級優化滿分練第五章能力課時6板書設計天體運動中的四大難點”一、近地衛星、同步衛星和赤道上隨地球自轉