广西梧州市蒙山县第一中学高中物理 12 人造卫星 宇宙速度导学案 新人教版必修2(1).doc

广西梧州市蒙山县第一中学2014高中物理 12 人造卫星 宇宙速度导学案 新人教版必修2【课前预习案】一人造卫星（1）人造卫星设卫星（质量为m）绕地球（质量为m）做匀速圆周运动，则所需要的向心力由地球施与的万有引力提供，即由g得卫星运行的线速度_.即v，不同轨道有不同的运行速度，轨道半径r越大，线速度v越小；由2得卫星运行的角速度_.即，不同轨道有不同的角速度，轨道半径r越大，角速度越小；由 得卫星运行的周期_.即t，不同的轨道有不同的运行周期，轨道半径r越大，周期t越大.卫星运行的加速度由g=ma得a=g即：a，不同轨道有不同的向心加速度，轨道半径r越大，向心加速度越小。在地球表面附近物体的重力近似等于万有引力，由（2）地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对地面静止的跟地球自转同步的卫星。卫星要与地球自转同步，必须满足下列条件： 卫星绕地球的运行方向与地球自转方向相同，且卫星的运行周期与地球自转周期_(即等于_小时)。 得h=_卫星运行的圆形轨道必须与地球的赤道平面重合。卫星的的轨道高度一定(距地面h=3.6104 km.)。二三种宇宙速度（1）第一宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度）：是人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，是人造地球卫星的_发射速度。 v1=_推导：方法1：由于地球对卫星的万有引力是卫星环绕运动的向心力有g式中r取地球半径r=6400km，m为地球质量m=61024 kg，m为卫星质量，v是卫星环绕地球的速度。v1=_=_ km/s方法2：由于地球对卫星的万有引力等于卫星所在处的重力，这个重力就是卫星环绕地球运动的向心力。所以mg=m，v1=_=_ km/s.(式中g为地球表面的重力加速度9.8 m/s2，r为地球半径6400 km)(2)第二宇宙速度(脱离速度)定义：在地面上发射物体，使之能够脱离_的引力束缚，不再绕地球运行，从地球表面发射所需的_称为第二宇宙速度，又叫做脱离速度。大小：v2=_ km/s(3）第三宇宙速度(逃逸速度)定义：在地面上发射物体，使之最后能脱离_的束缚飞到太阳系以外的宇宙空间，从地球表面所必须具有的_速度，称为第三宇宙速度，又叫做逃逸速度。大小：v3=_ km/s(4).注意：以上三个速度均是在地面发射卫星的瞬时理论速度，与实际的卫星发射过程不同。【课内探究案】1. 在绕地球做匀速圆周运动的太空实验室内,下列仪器中可正常使用的有( ) a.钟摆 b.天平 c.弹簧测力计 d.秒表2关于第一宇宙速度，下面说法正确的是（ ） a它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 b它是近地圆形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形轨道的最小发射速度 d它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度3.人造地球卫星的轨道半径越大，则 ( ) a.速度越小，周期越小 b.速度越小，加速度越小 c.加速度越小,周期越大 d.角速度越小,加速度越大4.假如一个做圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍仍做圆周运动，则（ ) a.根据公式v=wr可知卫星运动的线速度将增加到原来的2倍 b.根据公式f=mv2r可知卫星所需向心力减小到原来的12 c.根据公式f=gmmr2可知地球提供的向心力将减小到原来的14 d.根据上述b和c中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的25地球半径r0，地面重力加速度为g，若卫星在距地面r0处做匀速圆周运动，则( ) a.卫星线速度为 b.卫星的角速度为 c.卫星的加速度为g/2. d.卫星周期为6.两颗人造卫星a和b的质量之比为1：2，轨道半径之比1：3，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比va:vb= _，向心加速度之比aa:ab= ，向心力之比fa:fb=_ 7.我国已经发射了一颗绕月运行的探月卫星。设该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1/81，月球的半径约为地球半径的1/4，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为多少？8.设地球半径为r，一颗人造卫星在离地面高度h=r的圆形轨道上运行，其运行速度是第一宇宙速度的多少倍? 【拓展提升案】 9.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