湖北省宜昌市高中物理第6章万有引力与航天6.5宇宙航行学案（无答案）新人教版.docx

6.5 宇宙航行【学习目标】1、了解人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系。2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。【学法指导】1、对第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用领域。2、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。【新知预习】1、地球对周围的物体有_的作用，因而抛出的物体要 .但是抛出的初速度越大,物体就会飞得越 .如果没有 ,当速度足够大时,物体就不会落到地面上,将围绕地球运转,成为一颗绕地球运动的 .2、第一宇宙速度的表达式是 ,如果地面附近物体与地球间的万有引力近似等于重力,则第一宇宙速度还可表示为 ,其值为 .3、要使人造卫星绕地球运行,它进入地面附近的轨道速度必需等于或大于 km/s，并且小于 km/s;要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，成为人造行星，必须使它的速度等于或大于 km/s；要想使它飞到太阳系以外的地方去，它的速度必须等于或大于 km/s。【导析探究】导析一：第一宇宙速度1. 规律的发现：由牛顿设想,当从高山上平抛速度足够大的物体时,物体将不再落回地面而成为环绕地球飞行的卫星,此卫星所需要的向心力由万有引力提供.2. 规律的理解：卫星轨道半径可看做与地球半径相等a) 由可得v= .b) 在地面附近也有可得v= .两种方式求出的速度= （填数值），这就是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫第一宇宙速度，也叫环绕速度。3. 第二宇宙速度（也称逃逸速度）：若卫星要脱离地球束缚，速度必须大于v= 。发射速度大于7.9km/s而小于11.2km/s时，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。4. 第三宇宙速度：v= .使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。发射速度大于11.2km/s而小于16.7km/s时，卫星绕太阳做椭圆运动；如果发射速度大于等于16.7km/s时，卫星将挣脱太阳束缚，飞到太阳系外。导析二:任一轨道上的运行卫星（行星）1卫星在任意轨道上，公式均应成立，则可知：r越大，v越 。当r=R（R为地球半径）时，v为最大环绕速度，故v=7.9km/s既为最小发射速度，又为最大环绕速度。2.若卫星周期与地球自转同步时，这种卫星叫同步卫星。例1：已知地球半径，地球半径，引力常量，试估算同步卫星距离地面的高度。例2：一颗卫星在离地高度等于地球半径R的轨道上运转，地球质量为M，计算其环绕速度和周期。导析三:变轨问题图67123PQ例3：发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,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67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上的速度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【当堂检测】1、某中子星的质量大约与太阳质量相等，为2.01030kg，但是它的半径只有10km,求：（1）此中子星表面的自由落体加速度。（2）贴近中子星表面，沿圆轨道运行的小卫星的速度.2、据报道，我国数据中继卫星“天链号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“天链号01星”，下列说法正确的是（ ）A