山东省淄博一中高中物理 第六章：6.5 宇宙航行教学设计 新人教版必修.docx_第1页
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文档简介

宇宙航行教学设计一、复习巩固1、（1）天体运动近似看成匀速圆周运动，万有引力提供向心力。即 = = =，这是解决天体运动问题的核心思路。（2）忽略地球自转影响，地表附近物体的重力等于物体所受万有引力。即 = ，所以 = ，我们称为黄金代换式。2、设质量为m的天体绕另一个质量为M的中心天体做半径为r的圆周运动，则其线速度可表示为 ；角速度可表示为 ；周期可表示为 ；向心加速度可表示为 ；当r增大时，V ， ，T ，a 。【针对练习】 地球半径为R，一颗卫星在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动，地球表面处的重力加速度为g，万有引力常量为G求：（1）卫星的运动周期；（2）地球的密度二、自主学习1、宇宙速度（1）、16世纪牛顿就曾思考过这样一个问题：从地球的高山上将物体水平抛出，速度越大，落地点就 。如果抛出的速度足够大，物体就不再落回地面，它将 运动，成为一颗 。【典型例题】 设地球质量为M，半径为R，求以多大的速度发射这个物体，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？请你用万有引力的有关知识把它算出来，要求写出计算步骤和结果。（M= R=）。 【小结】这个物体运动所需的向心力是由 提供的，近地卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离，根据牛顿第二定律得方程： ，可解出v1 =_ _km/s。 叫做第一宇宙速度。【拓展】第一宇宙速度的另一种推导方法：在地面附近，万有引力近似等于重力，此力提供卫星做匀速圆周运动的向心力。（2）、第二宇宙速度，大小： 。意义：使卫星挣脱 的束缚，成为绕 运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。第三宇宙速度，大小： 。意义：使卫星挣脱 束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。 【小结】发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹不是圆，而是椭圆；发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星；如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。【课内探究】1、人类发射的人造地球卫星已经有几千颗了，这些卫星运行的快慢不同，那么卫星运行的快慢与什么因素有关呢？2、人造卫星的发射速度和运行速度 （1）发射速度：（2）环绕速度： （3）第一宇宙速度是最大发射速度还是最小的发射速度？是最大的运行速度还是最小的运行速度？【当堂检测】1、若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越远的卫星（）A所受的万有引力越小B运行的角速度越大C运行的线速度越小D运行的周期越小2、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（）A一定等于7.9km/sB等于或小于7.9km/sC一定大于7.9km/sD介于7.911.2km/s之间3、某行星质量为地球质量的1/3，半径为地球半径的3倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（）A9倍B1/3C
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