65宇宙航行2导学案

1、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（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理解变轨的原理和方法【重点难点】重点：第一宇宙速度 难点：变轨问题【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？(观看视频)一、航天器的发射程序一【自主初探】（课外作业）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=5.98×1024kg,半径R=6400km,

2、引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,在高山上以多大的水平速度抛出物体，物体恰好不落回地球？问题3：若发射速度大于7.9km/s，航天器将作什么运动？为什么？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？二、 航天器的变轨问题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

3、轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。怎样将同步卫星由较小的圆轨道变为较大的椭圆轨道？怎样将同步卫星由较大的椭圆轨道变为更大的圆轨道？问题6：航天器在高轨圆轨道上运动，要使它作向心运动到较低的轨道运动？应怎么办？怎样回收？程序二【新知梳理】一、航天器的发射1、第一宇宙速度：v =_千米/秒,计算第一宇宙速度的关系式_.（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：v =_千米/秒（卫星挣脱_束缚变成小行星的最小发射速度）3、第三宇宙速度：v =_千米/秒（卫星挣脱_束缚的最小发射速度）程序三【合作共探】例1. 月球半径约为地球半径的1/4，月球的质量约为地球质量的

4、1/81，月球表面的重力加速度大约是地球表面重力加速度的1/6。试用两种方法计算嫦娥三号要飞离月球，至少约要多大的发射速度？程序四【思路感悟】二、航天器的变轨程序二【新知梳理】_轨道升高, _轨道降低。程序三【合作共探】例2.如图所示，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；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（ ）A、在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B、在轨道1上经过P点时的速率小于在轨道2上经过P点时的速率C、在轨道2上经过Q点时的速率小于在轨道3上经过Q点时的

5、速率D、在轨道2上经过P点时的速率大于在轨道2上经过Q点时的速率程序四【思路感悟】程序五【知能整合】1. 航天器的发射: 2. 航天器的变轨: 程序六【释疑再探】神舟十号飞船的发射速度约多大？怎样改变轨道与天宫一号对接？你还有什么疑问？我的问题：由 可知，r越大，V越小;而航天器发射得越高，发射速度越大？怎样理解？程序七【检测反馈】一选择题1.宇宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一交点，通知航天员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇。航天员随即开动飞船上的发动机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是A.飞船高度降低 B.飞船高度升高C.飞船周期

6、变小 D.飞船的向心加速度变大2.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比A.轨道半径变小 B.向心加速度变小 C.线速度变小 D.角速度变小3.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人造卫星离地球表面距离等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动，设地面上的重力加速度为g，则（ ）A. B. C. D. 5.航天飞机

7、在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点短时间开动小型发动机进行变轨，从圆形轨道进入椭圆道，B为轨道上的一点，如图所示。下列说法中正确的有 A在轨道上经过A的速度大于经过B的速度B在A点短时间开动发动机后航天飞机的速率增大了C在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度6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.“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华