（教材全解）高中物理 第6章 第5节 宇宙航行课时学案 新人教版必修2.doc

（教材全解）2013-2014学年高中物理 第6章 第5节 宇宙航行课时学案 新人教版必修2学习目标1.了解人造地球卫星的运行特点；2.学会处理涉及人造地球卫星运动的问题；3.知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度；4.感受人类对客观世界不断探索的精神和情感。自主学习1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点 。如果速度足够大，物体就 ，它将绕地球运动，成为 。2.第一宇宙速度是物体在 绕地球做匀速圆周运动的速度，大小为 km/s，第一宇宙速度是卫星 的环绕速度，也是发射卫星的 速度。3.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 km/s，又叫 速度。4.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 km/s，又叫 速度。5.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= ，= ，a= ,t= 。自我检测1.关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ）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地球卫星的运行速度c.它是使卫星进入近地圆轨道的最小发射速度d.它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度2.同步卫星是与地球自转同步的卫星，它的周期t=24 h。关于同步卫星的下列说法正确的是（ ）a.同步卫星离地面的高度和运行速度是一定的b.同步卫星离地面的高度越高，其运行速度就越大；高度越低，速度越小c.同步卫星只能定点在赤道上空，相对地面静止不动d.同步卫星的向心加速度与赤道上物体随地球自转的加速度大小相等3.2004年10月19日，中国第一颗业务型同步气象卫星“风云二号c”发射升空，并进入预定轨道。下列关于这颗卫星在轨道上运行的描述，正确的是（ ）a.速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间b.周期小于地球自转周期c.加速度小于地面重力加速度d.处于平衡状态课内探究一、宇宙速度1.抛出的石头会落地，为什么飞船及卫星会绕地球运动呢？2.平抛物体的初速度满足什么条件时，物体就不再落回地面？3.7.9 km/s是否是人造地球卫星绕地球运行的最小速度？4.人造地球卫星的v、t、a与r的关系？卫星的运行速度：卫星的角速度：卫星的周期：卫星的向心加速度：例1在圆轨道上运行的质量为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，则下列说法中正确的是（ ）a.卫星运行的速度为 2grb.卫星运行的周期为4 2rg c.卫星的加速度为12gd.卫星的加速度为g例2有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运动，已知它们的轨道半径之比r1r2=41,则（1）卫星的线速度之比和角速度之比；（2）卫星的周期之比；（3）卫星的向心加速度之比。5.发射速度和卫星绕地球运行的速度是不是同一速度？发射速度大说明什么？卫星运行速度大又说明什么？6.什么是第一宇宙速度？第一宇宙速度有何特点？7.请用至少两种方法推导第一宇宙速度的大小？方法一：方法二：8.什么是第二宇宙速度、第三宇宙速度？说明：（1）第二宇宙速度称为 速度，第三宇宙速度称为 速度。2v1=7.9 km/s是 的发射速度，但却是 的环绕速度。7.9 km/sv11.2 km/s时，卫星的轨道是 的，地球在 上。11.2 km/sv16.7 km/s时，卫星脱离地球的束缚，成为太阳系的一颗 。当v16.7 km/s时，卫星挣脱太阳的引力，逃到太阳系以外去了。例3我国的“嫦娥二号”探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的181，月球的半径约为地球半径的14，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为（ ） a.0.4 km/s b.1.8 km/sc.11 km/s d.36 km/s例4人类曾向木星发射“伽利略”号木星探测器，该探测器在太空中行程37亿千米并最终成功进入绕木星运行的轨道。此后不断发回拍摄到的照片，为人类近距离了解木星提供了大量的资料，则人类在地面上发射“伽利略”号的速度应为（ ）a.等于7.9 km/sb.大于7.9 km/s而小于11.2 km/sc.大于11.2 km/s而小于16.7 km/sd.大于16.7 km/s二、梦想成真阅读材料1.人类探索太空的成就阅读材料2.中华民族的飞天梦想阅读材料3.（视频资料）“神舟十号”航天员王亚平太空授课视频。1.什么是同步卫星？有何特点？结论：（1）同步卫星位于 正上方一定 处，其公转周期与地球自转周期 。（2）特点：卫星运动周期和地球 周期相同。卫星的运行轨道在地球的 平面内。卫星距地面的 有确定的值（约为3.6107 m）。2.已知地球的半径r=6 400 km，地球表面的重力加速度g=10 m/s2,地球的自转周期为24小时，则同步卫星的离地高度是多大？说明：由以上数据可见，同步卫星的离地高度一定，且离地高度约为地球半径的6倍。例5已知地球质量为m，半径为r，自转周期为t，地球同步卫星质量为m，引力常量为g，有关同步卫星，下列表述正确的是（ ）a.卫星距地面的高度为 3gmt242 b.卫星的运行速度小于第一宇宙速度c.卫星运行时受到的向心力大小为gmmr2d.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度巩固练习1.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7.9 km/sb.等于或小于7.9 km/sc.一定大于7.9 km/sd.介于7.9 km/s11.2 km/2.假如一颗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（ ）根据公式v=r可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍根据公式f=mv2r可知卫星所需的向心力将减小到原来的12根据公式f=gmmr2可知地球提供的向心力将减小到原来的14根据上述和给出的公式，可知卫星运行的线速度将减小到原来的 22a.b.c.d.3.若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是