2013导学案1.6.doc

标题4、1飞出地球去学习目标1、 理解人造卫星发射原理，能够推导第一宇宙速度2、 自主学习、合作探究掌握推导第一宇宙速度的两种方法3、 了解第二、第三宇宙速度，简单了解航天发展史。重点了解宇宙速度及其物理意义难点第一宇宙速度的推导及具体含义知识准备1、 万有引力定律的内容是什么？大小与那些因素有关？2、 匀速圆周运动的合外力有何特点？向心力起什么作用？预习案1 第一宇宙速度的大小为_，它是卫星的_的环绕速度，也是卫星的_的发射速度。2 第二宇宙速度大小为_ ，它又叫脱离速度，它表示的意义是：当发射速度大于_时，就会克服地球的引力束缚，离开_ ，成为绕_ 飞行的人造行星或飞到其他的行星上。3.第三宇宙速度又叫逃逸速度，大小为_ ，它表示当发射速度大于_ 时，物体会挣_的引力束缚，飞到太阳系外。【预习自测】1、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运行速度C、它是能使卫星进入近地面圆形轨道最小发射速度D、它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度思考：第一宇宙速度可以怎样表述？2.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动其速率 A.一定等于7.9km/s B.等于或小于7.9km/s C.一定大于7.9km/s D.介于7.911.2km/s3、假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的2倍,那么从地面发射人造地球卫星第一宇宙速度(环绕速度)大小应为原来的（ ） 1/2倍 1倍 /倍 倍 4. 近地卫星线速度为79 km/s，已知月球质量是地球质量的1/81，地球半径是月球半径的38倍，则在月球上发射“近月卫星”的环绕速度约为多少？探究案【合作探究】探究点一：问题1：通过牛顿的思考，怎样才能使得一个物体绕着地球做圆周运动？问题2：（1）将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？为什么？所需要的发射速度，哪一个更大？为什么？（2）发射速度和卫星绕地旋转的速度是不是同一速度？发射速度大说明什么？卫星运转速度大又说明什么？能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？问题3：以多大的速度发射物体，物体就刚好不落回地面成为一颗绕地球表面做匀速圆周运动的卫星呢？如果发射速度大于第一宇宙速度，结果会怎么样？【针对训练】1.某一星球的第一宇宙速度为v，质量为m的宇航员在这个星球表面受到的重力为G，由此可知这个星球的半径是_。2、10.某人在一星球上以速度v0竖直上抛一物体，经t s后物体落回手中。已知星球半径为R，那么使物体不再落回星球表面，沿水平方向抛出物体的速度至少应为_3、1990年3月，紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为“吴健雄星”，其直径为32km.如果该小行星的密度和地球的密度相同，该小行星的第一宇宙速度是多少？已知地球半径R=6400km ,取地球第一宇宙速度 v1 =8km/s.探究点二：问题1：人造地球卫星运行的轨道如何？运行的线速度、角速度、周期与半径有什么关系？问题2：同步卫星运行的轨道在哪？有何特点？周期是多少？【针对训练】ab1、如图所示的圆a、b、c,其圆心均在地球的自转轴线上，b、c的圆心与地心重合，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言（ ）A.卫星的轨道可能是a B.卫星的轨道可能是b C. 卫星的轨道可能是c D.同步卫星的轨道一定为 b轨道2、可发射一颗人造卫星，下列轨道可能的是（ ）A、与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面的同心圆B、与地球表面上某一经度线是共面的同心圆C、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是运动的D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是静止的 3、关于人造地球同步卫星，下列说法中正确的是A.周期为24h B.卫星离地面的高度是一个与卫星质量无关的常量 C.绕地球运行方向是自西向东 D.卫星运行速率与地球表面物体的自转速率相同4、地球同步卫星到地心的距离r可由求出，已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，则（ ）Aa是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度Ba是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度Ca是赤道周长，b是地球自转周期，c是同步卫星的加速度Da是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度5.人造地球卫星由于空气阻力的作用，轨道半径不断地缓慢减小，下列说明中正确的是（ ） A.卫星的运行速率不断减小 B.卫星的运动速率不断增大C.卫星的运行周期不断变大 D.卫星的运行周期不断减小6、宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船要追上空间站，可以采取的措施是（ ） A.飞船加速直到追上空间站，完成对接 B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接 C.飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接 D.无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接7.两颗靠得较近的天体称为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不致于由于万有引力作用而吸引在一起，下列说法中正确的是 A.它们所受向心力之比与其质量成正比 B.它们做匀速圆周运动的角速度之比是11 C.它们做匀速圆周运动的轨道半径之比与其质量成反比 D.它们做匀速圆周运动的线速度大小与其质量成反比8.所谓“双星”就是在宇宙中有两颗相对距离较近的星球，离其它星球较远，质量分别为m和M，相距为d，如果它们的保持距离d不变，共同绕其连线上某点O，各自做匀速圆周运动，求O点的位置。 【基础自测】【课堂训练】3.已知地球的半径是6400km，地球自转的周期24h，地球的质量5.891024kg，引力常量=6.6710-11Nm2/kg2 ，若要发射一颗地球同步卫星，试求： （1）地球同步卫星的离地面高度h （2）地球同步卫星的环绕速度v【巩固提高】2发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运动，最后再次点火，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，如图所示，当卫星分别在1、2、3轨道上正常运动时，以下说法正确的是（ ）A卫星在轨道2上由Q向P运动的过程中速率越来越小B卫星在轨道3上经过P点的速率大于在轨道2上经过P点的速率C卫星在轨道2上经过Q点的半径小于在轨道2上经过P点的半径D卫星在轨道2上运动的周期小于在轨道3上运动的周期【学习心得】4.绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星中有一与内壁相接触的物体，则这个物体 A.受到地球的万有引力和卫星内壁的支持力的作用 B.受到地球的万有引力和向心力的作用 C.只受到地球万有引力的作用 D.物体处于完全失重状态，不受任何力的作用 6.人造地球卫星运行时其轨道半径为月球轨道半径的，则该卫星运行 A. B. C. D.15.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度为v1，周期为T1。假设在某时刻飞船向后喷气做加速动作后，进入新的轨道做匀速圆周运动，运动的线速度为v2，周期为T2，则 A.v1v2,T1T2 B.v1v2,T1T2 C.v1v2,T1T2 D.v1v2,T1T216.某星球的质量为地球的9倍，半径是地球的一半。若在地球上h高处平抛一物体，物体的落地点与抛出点的水平距离为60m，那么在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛物体，物体的落地点与抛出点的水平距离为 A.10m B.15m C.40m D.90m 18.关于“亚洲一号”同步通讯卫星，下列说法中正确的是 A.已知它的质量是，若使它的质量增加3倍，则它的轨道半径将变为原来的2倍 B.它运行的线速度大于7.9km/s C.它运行的线速度