江苏省淮安市淮安中学高中物理 6.5 宇宙航行导学案（无答案）新人教版必修2.doc

宇宙航行一、学习目标1知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.2理解掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系二、知识要点1宇宙速度（1）第一宇宙速度人造卫星 环绕速度，它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造地球卫星的 发射速度v7.9 km/s（2）要想让卫星在较高的轨道运动，所需的发射速度必须 第一宇宙速度（3）若已知地球表面的重力加速度g，则第一宇宙速度又可表示为v（4）第二宇宙速度v2 km/s，是从地面上发射物体并使之脱离地球束缚的 发射速度（5）第三宇宙速度v3 km/s，是从地面上发射物体并使之脱离太阳束缚的 发射速度2人造地球卫星（1）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道圆心一定是 ，因为地球对卫星的引力提供向心力（2）由v可知，卫星的线速度随r的增大而 由可知，卫星的角速度随r的增大而 由t2可知，卫星的运行周期随r的增大而 （3）同步卫星的五个“一定” (运转周期与地球自转周期相同，t24 h)； (所有地球同步卫星的轨道平面均在赤道平面内)； (离地面高度为36 000 km)； (运行速率为3.1103 m/s)； (每颗同步卫星都定点在世界卫星组织规定的位置上)三、典型例题 例1.恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”中子星中子星的半径较小，一般在720 km，但它的密度大得惊人若某中子星的半径为10 km，密度为1.21017 kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为 ()a7.9 km/s b16.7 km/sc2.9104 km/s d5.8104 km/s例2我国第一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”于07年10月24日发射升空，是继人造地球卫星和载人航天之后，我国航天事业发展的又一个里程碑设该卫星贴近月球表面运行的轨道是圆形的，且已知月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，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() a1.8 km/s b11 km/sc17 km/s d36 km/s例3如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗行星，a和b的质量相等，且小于c的质量，则 ()ab所需向心力最小bb、c的周期相等且大于a的周期cb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度db、c的线速度大小相等，且小于a的线速度例4已知地球的半径是6.4106 m，地球的自转周期是24 h，地球的质量是5.891024 kg，引力常量g6.671011 nm2/kg2，若要发射一颗地球同步卫星，试求：(1)地球同步卫星的轨道半径r；(2)地球同步卫星的环绕速度v，并与第一宇宙速度比较大小关系四、选做例题例5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，最后再一次点火，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2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上的速率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点时的速