2022年2022年《宇宙航行》导学案

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载6.6宇宙航行导学案课前预习学案一.预习目标：预习人造卫星的发射.第一宇宙速度的运算；二.预习内容1 .发射人造地球卫星的最初构想为什么？2 .第一宇宙速度的运算方法有几种？3 .你对我国的航空航天学问明白多少？课内探究学案一.学习目标（1 ）知道人造地球卫星的运行原理,会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运行的缘由；（2 ）把握三个宇宙速度,会推导第一宇宙速度；（3 ）简洁明白航天进展史；（4 ）能用所学学问求解卫星基本问题；学习重难点：（1 ）第一宇宙速度的推导；（ 2 ）人造卫星运转的环行速度与卫星发射速度的区分；二.学习过程

2、1.抛物演示试验：同学观看落地点的变化,落地点为什么会变化？2.牛顿的摸索与设想：3 .问题的提出：人造卫星为什么不掉下来,人造卫星的线速度有多大；三.方法步骤：同学活动：分组争论,得出结论；1 .由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转,此时月球受到的地球的引力（即重力）,用来充当绕地运转的向心力,故而月球并不会落到地面上来；2 .由平抛物体的运动规律知：x = v 0 th =联立.可得：x = v 0即物体飞行的水平距离和初速度v 0 及竖直高度h 有关,在竖直高度相同的情形下,水平距离的大小只与初速度 v 0 有关,水平初速度越大,飞行的越远；3 .当平抛的水平初速度足够大时,物体飞行的距

3、离也很大,由于地球为一圆球体,故物体将不能再落回地面,而成为一颗绕地球运转的卫星；同学活动：阅读课文,找出相应答案；1 .卫星绕地球运转时做匀速圆周运动,此时的动力学方程为：g2 .向高轨道发射卫星时,火箭须克服地球对它的引力而做更多的功,对火箭的要求更高一些,所以比较困难；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载3 .人造卫星在地面邻近绕地球做匀速圆周运动时所必需具有的速度叫第一宇宙速度；人造卫星绕地球做椭圆轨道运动时所具有的最大运转速度叫其次宇宙速度； 人造卫星摆脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙中去时,所必需具有的速度叫第三宇宙速度；例题 1 “ 20xx年 1

4、0 月 15 日 9 时,我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心胜利发射,把我国第一位航天员杨利km伟送入太空；飞船绕地球飞行14 圈后,于 10 月 16 日 6 时 23 分安全降落在内蒙古主着陆场；”依据以上消息,近似地把飞船从发射到降落的全部运动看作绕地球的匀速圆周运动,试估算神舟五号绕地球飞行精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载6700km时距地面的高度（已知地球的质量为m =6.0 × 10 24 kg ,地球的半径r =6.4×10 3）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载例题 2 金星的半径为地球的0.95倍,质量为地球的0.82倍,金星

5、表面的自由落体加速度为多大？金星的第一宇宙速度为多大？28.9m/s;7.34km/s 四 当堂检测1.关于宇宙速度,以下说法正确选项（）a. 第一宇宙速度为能使人造地球卫星飞行的最小发射速度b. 第一宇宙速度使人造地球卫星绕地球飞行的最小速度c. 其次宇宙速度使卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度d. 第三宇宙速度时发射人造地球卫星的最小速度p123q2 .将卫星发射至近地圆轨道1 （如下列图）,然后再次点火,将卫星送入同步轨道 3 ；轨道 1 .2 相切于 q 点,2 .3 相切于 p 点,就当卫星分别在1 .2 .3 轨道上正常运行时,以下说法正确选项：a卫星在轨道3 上的速率大于轨道1 上

6、的速率；b卫星在轨道3 上的角速度大于在轨道1 上的角速度；c卫星在轨道1 上经过 q 点时的加速度大于它在轨道2 上经过 q 点时的加速度；d卫星在轨道2 上经过 p 点的加速度等于它在轨道3 上经过 p 点时的加速度；五.课后练习与提高1 利用以下哪组数据,可以运算出地球质量：（）a 已知地球半径和地面重力加速度b 已知卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径和周期 c已知月球绕地球作匀速圆周运动的周期和月球质量精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载d 已知同步卫星离地面高度和地球自转周期2 “探路者 ”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中,发觉a .b 两颗天体各有一颗靠近表

7、面飞行的卫星,并测得两颗卫星的周期相等,以下判定错误选项a 天体 a.b 表面的重力加速度与它们的半径成正比b 两颗卫星的线速度肯定相等c天体 a.b 的质量可能相等d 天体 a .b 的密度肯定相等3 已知某天体的第一宇宙速度为8 km/s,就高度为该天体半径的宇宙飞船的运行速度为a 2km/sb 4 km/sc4 km/sd 8 km/s4 20xx年 12 月 30 日凌晨,我国的 “神舟 ”四号飞船在酒泉载人航天发射场发射升空,按预定方案在太空飞行了6 天零 18 个小时,围绕地球108 圈后,在内蒙古中部地区精确着陆,圆满完成了空间科学和技术试验任务, 为最终实现载人飞行奠定了坚实基

8、础. 如地球的质量. 半径和引力常量g 均已知, 依据以上数据可估算出 “神舟 ”四号飞船的a. 离地高度b. 围绕速度c. 发射速度d. 所受的向心力5 （ 1998年全国卷）宇航员站在某一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球；经过时间t ,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为l ；如抛出时的初速度增大到2 倍,就抛出点与落 地点之间的距离为l ；已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为r,万有引力常数为g；求该星球 的质量 m ；6 （ 20xx年全国理综第23 题, 16 分）在士气号火星探测器着陆的最终阶段,着陆器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来；假设着陆器第

9、一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向为水平的,速度大小为v 0 ,求它其次次落到火星表面时速度的大小,运算时不计火星大气阻力；已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r ,周期为 t；火星可视为半径为r 0 的匀称球体；参考答案：1 a b2 b3 c4 ab5 解析：设抛出点的高度为h ,第一次平抛的水平射程为x ,就有 x + y = l（ 1 ）由平抛运动的规律得知,起初速度增大到2 倍,其水平射程也增大到2 x ,可得 2 x + h = l （2 ）由以上两式解得h=（ 3 ）设该星球上的重力加速度为g ,由平抛运动的规律得h=gt（ 4）由万有引力定律与牛顿其次定律得（

10、式中m 为小球的质量）（5 ）联立以上各式得：；点评： 明显,在此题的求解过程中,必需将自己置身于该星球上,其实最简洁的方法为把地球当作该星球为很简洁身临其境的了；6 以 g 表示火星表面邻近的重力加速度,m 表示火星的质量,m 表示火星的卫星的质量,m 表示火星表面出某一物体的质量,由万有引力定律和牛顿其次定律,有设 v 表示着陆器其次次落到火星表面时的速度,它的竖直重量为v 1,水平重量仍为v 0 ,有精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载 由以上各式解得阅读资料从 1970 年 4 月 24 日我国胜利发射第一颗卫星到20xx年 10 月,我国已胜利发射了近百颗国

11、产卫星. 6 艘飞船. 27 颗国外卫星；详细如下 :中国共发射了三代通信卫星；第一代通信卫星为1984 年发射的 2 颗通信卫星和1986年 2 月 1 日发射的东方红二号有用型通信广播卫星；其次代通信卫星为1988 年 3 月 7 日.1988 年 12 月 22 日.1990 年 2 月 4 日和 1991 年 11 月 28 日发射的载有4 台 c 波段转发器的东方红二号甲通信卫星；第三代通信卫星为1997 年 5 月 12 日发射的东方红三号地球静止轨 道通信卫星中国共发射了三代通信卫星；第一代通信卫星为1984年发射的 2 颗通信卫星和1986年 2 月 1 日发射的东方红二号有用

12、型通信广播卫星；其次代通信卫星为1988年 3 月 7 日. 1988年 12 月 22 日.1990年 2 月 4 日和 1991年 11 月 28 日发射的载有4 台 c 波段转发器的东方红二号甲通信卫星；第三代通信卫星为1997年 5 月 12 日发射的东方红三号地球静止轨道通信卫星1. 我国第一颗通信卫星为1984年 1 月 29 日发射的,它取得了部分胜利；这为一颗试验通信卫星2. 我国已经发射风云气象卫星系列包括风云一号太阳同步轨道气象卫星和风云二号地球静止轨道气象卫星两大类；风云一号和风云二号分别进行过4 次和 3 次发射,在我国天气预报和气象争论方面发挥了重要作用；3. 我国已经发射的空间物理探测卫星, 主要为 “实践 ”卫星系列； 1971 年 3 月 3 日胜利发射了实践一号卫星； 1981 年 9 月 20 日一箭三星胜利发射了实践二号.实践二号 a 和实践二号 b；1994 年 2 月 8 日胜利发射了实践四号卫星；4. 我国的实践科学探测卫星共发射了八颗卫星,分别为： 1971 年 3 月发射的实践一号； 1981 年 9 月 20 日