6.5宇宙航行1导学案.docx

物理探究式程序教学法资料 高中物理（人教版必修2）第六章万有引力与航天导学案第五节 宇宙航行（第1课时）【学习目标】1理解航天的器的发射原理，会计算第一宇宙速度2了解宇宙航行的部分成果【重点难点】重点：宇宙速度 难点：计算第一宇宙速度【兴趣引入】航天器是怎样发射和回收的呢？神舟十号飞船完成了怎样的神奇之旅？（视频）程序一【自主初探】一、航天器的发射（上一节课的课外作业之二）问题1：从高山上水平抛出的物体，如果抛出速度很大，但物体仍能落回地面时，物体作什么运动？当物体的平抛速度满足什么条件时，物体恰好绕地球作圆周运动而不落回地面？问题 2：已知地球的质量M=5.981024kg,半径R=6400km,引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2,在高山上以多大的水平速度抛出物体，物体恰好不落回地面？问题3：若发射速度大于7.9km/s，航天器的轨道是什么形状？发射速度多大，航天器将不再绕地球运动？发射速度多大，航天器将不再绕太阳运动？程序二【新知梳理】三个宇宙速度及物理意义：1、第一宇宙速度：v 1=_千米/秒.（近地航天器的_运动速度，地球航天器的_发射速度）2、第二宇宙速度：v2 =_千米/秒。（航天器挣脱_束缚变成小行星的最小发射速度）3、第三宇宙速度：v3 =_千米/秒（航天器挣脱_束缚的最小发射速度）程序三【合作共探】例.月球半径约为地球半径的1/4。（1）若月球的质量约为地球质量的1/81，求月球第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的多少倍？（2）若月球表面的重力加速度大约是地球表面重力加速度1/6，求月球第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的多少倍？ 程序四【思路感悟】程序五【释疑再探】1. “神舟十号”飞船的发射速度大约在什么范围？是怎样发射的？“嫦娥三号”飞船的发射速度大约在什么范围？“勇气号”火星探测器的发射速度大约在什么范围？你还有什么疑问？2. 请你设计“勇气号”火星探测器离开火星的最小发射速度的计算方案。（星球半径及星球距离在地面上容易测量，火星有“火卫一”和“火卫二”两颗卫星）程序六【知能整合】1. 宇宙速度:2. 第一宇宙速度的计算方法: 【兴趣引入】航天器是怎样变轨和回收的呢？_班 姓名_程序七【检测反馈】（课外作业之一）一选择题1. 假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（ ）A.倍 B.倍 C.倍 D2倍2. 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，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（ ）A B C Dgr3.某卫星的发射轨道为椭圆轨道，如图所示，其近地点M和远地点N的离地面的高度分别为439 km和2 384 km，则（ ）A.卫星的发射速度小于7.9 km/sB.卫星在M点的速度等于N点的速度C.卫星在M点的加速度大于N点的加速度D.卫星在N点的速度大于7.9 km/s4下列关于各航天器的发射速度，正确的是（ ）A. 同步卫星的发射速度必须大于7.9 km/s B. 嫦娥三号的发射速度必须大于11.2 km/s C. 神舟飞船的发射速度可略小于7.9 km/s D. 火星探测器的发射速度大于7.9 km/s，而小于11.2 km/s 5. 下列关于绕地球作匀速圆周运动的卫星的运动速度的说法中正确的是（ ）A一定等于7.9 km/s B一定小于7.9 km/sC大于或等于7.9 km/s，而小于11.2 km/s D只需大于7.9 km/s6宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面(设月球半径为R)据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（ ）A. B. C. D.题号123456答案二解答题：7.若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，则这颗行星的第一宇宙速度约为多大？8.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。（取地球表面重力加速度g10m/s2，空气阻力不计）（1）求该星球表面附近的重力加速度g；（2）已知该星球的半径与地球半径之比为R星:R地1:4，求该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比V星:V地。【自主初探】二、航天器的变轨与回收（课外作业之二）问题4：在某一位置，万有引力提供了航天器的向心力，是一定的。突然点火增大航天器的速度，航天器需要的向心力_，万有引力_需要的向心力，航天器作_运动; 反之，突然点火减小航天器的速度，航天器需要的向心力_，万有引力_需要的向心力，航天器作_运动。问题5：发射同步卫星时，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