江苏省江阴市成化高级中学高考物理 万有引力定律和天体运动 第2课时复习教案.doc

课题：万有引力定律和天体运动【教学目标】1.理解三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度.2.掌握卫星的线速度、角速度、周期与半径的关系，并能在具体问题中应用【教学重点】卫星的应用【教学难点】分析具体问题的应用【教 具】【教学过程】一、宇宙速度基础导引试推导地球的第一宇宙速度已知地球半径为6 400 km，地球质量为5.981024 kg，万有引力常量为6.671011 nm2/kg2. 知识梳理三种宇宙速度宇宙速度数值(km/s)意义第一宇宙速度7.9卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度若7.9 km/sv11.2 km/s，物体绕_运行(环绕速度)第二宇宙速度11.2物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度若11.2 km/svv2v3 b. v1v3a2a3 d. a1a3a2跟踪训练1地球“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致关于该“空间站”说法正确的有()a运行的加速度一定等于其所在高度处的重力加速度b运行的速度等于同步卫星运行速度的倍c站在地球赤道上的人观察到它向东运动d在“空间站”工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止考点二卫星变轨问题考点解读卫星运行中的稳态与变态问题在卫星运行问题中，卫星能够做匀速圆周运动的状态称为稳态，此时满足f向f万，结合向心力公式即可判定卫星的线速度、角速度、周期的大小比较问题卫星从一个稳定轨道变到另一稳定轨道，称为变态，即变轨问题，此过程不满足f向f万，应结合离心运动和近心运动的知识以及能量守恒定律去解决当卫星速度减小时f向f万，卫星做近心运动而下降，此时f万做正功，使卫星速度增大，变轨成功后可在低轨道上稳定运动；当卫星速度增大时，与此过程相反典例剖析例2某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2(r2r1)，用ek1、ek2表示卫星在这两个轨道上的动能，t1、t2表示卫星在这两个轨道上的运行周期，则()aek2ek1，t2t1 bek2t1cek2ek1，t2ek1，t2t1跟踪训练2 2011年下半年，我国发射了“天宫一号”目标飞行器，随后发射神舟八号飞船与之进行第一次无人交会对接对接前“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的位置如图2所示，a代表“天宫一号”，b代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道由此可以判定()a“天宫一号”发射速度应大于第二宇宙速度 b“天宫一号”的运行速度大于第一宇宙速度c“天宫一号”的周期大于“神舟八号”的周期d“神舟八号”减速后有可能与“天宫一号”实现对接考点三卫星的运动参量计算与比较例3星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2v1.已知某星球的半径为r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为a. b. c. d.gr跟踪训练32011年4月10日4时47分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空轨道“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成(如图3所示),30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星平均分布在倾角55度的三个平面上，轨道高度约为21 500公里，静止轨道卫星的高度约为36 000公里，地球半径约为6 400公里已知 0.53，下列关于北斗导航卫星的说法正确的是 a静止轨道卫星的向心加速度比中轨道卫星大b静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均大于地球的第一宇宙速度c中轨道卫星的周期约为12.7 hd地球赤道上随地球自转物体的向心加速度比静止轨道卫星大跟踪训练4近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为t1和t2.设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则()a.()4/3 b.()4/3c()2 d.()2正本清源发射卫星的最小速度为7.9 km/s，这是第一宇宙速度，也是圆轨道卫星的最大环绕速度，但椭圆卫星近地点离地面较近时，其速度可以大于7.9 km/s.跟踪训练52010年10月26日21时27分，北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施了降轨控制，约18分钟后，卫星成功进入了远月点100公里、近月点15公里的试验轨道，为在月球虹湾区拍摄图像做好准备如图5为“嫦娥二号”某次在近地点a由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是 () 图5a“嫦娥二号”在轨道1的a点处应点火加速b“嫦娥二号”在轨道1的a点处