宇宙航行导学案

1、高一物理必修二导学案 姓名：卞秀颖课 题第五节 宇宙航行课 时 1学习目标1.会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；2.了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点；3 培养学生探究问题的热情，乐于学习的品质重点难点学习重点：第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用。学习难点：1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。2、掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换。学习流程课题引入：牛顿关于发射人造地球卫星的构想：地球对周围的物体有 的作用，因而抛出的物体要 。但是抛出的初速度越大，物体就会飞得越 。当速度足够大时，物体就不会落回地面，将围绕地球运转，成为一

2、颗绕地球运动的 。学：一、人造地球卫星的发射与运转规律1、人造地球卫星的线速度跟半径是什么关系？卫星的线速度什么时候最大？卫星的周期跟半径是什么关系？卫星的周期什么时候最小？（1）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即：F万=F向，公式为：_=ma=_=_ _=_ _;a=_ _,可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度减小，向心力减小；w=_ _,随着轨道半径的增大，卫星的角速度 ；T=_ _,随着轨道半径的增大，卫星绕地球运行的周期 ，近地卫星的周期约为84.6min，其他卫星的周期都大于这个数值；v=_ _,随着轨道半径的增大，卫星线速度 ；近地卫星：轨道半径等于地球的半径

3、，它的运行速度是_,也是卫星的_ _环绕速度。二、宇宙速度：1. 第一宇宙速度:物体在地面附近绕地球做 的速度，叫做第一宇宙速度。说一说：在地面附近将物体以一定的水平速度发射出去，如果速度 ，物体不再在落回地球表面，而是刚好在地球表面附近围绕地球做 运动，成为地球的 ，这时的发射速度就叫做第一宇宙速度。第一宇宙速度是人造地球卫星的最 发射速度，也是卫星在地球表面附近围绕地球做匀速圆周运动的运行速度，是人造地球卫星的最 运行速度。试一试：设地球的质量为M，人造地球卫星的质量为m、运行速度为v、它到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的向心力由 提供，即 ，则v= 。当卫星在地球表面附近运动时，它到

4、地心的距离可以看作地球的半径R=6400Km，则v= km/s。想一想：有没有其它方法推导地球的第一宇宙速度？2. 第二宇宙速度:在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于 km/s，它就会克服 的引力，永远离开地球，成为太阳的人造行星，这时的发射速度就叫做第二宇宙速度。思考与讨论：在地面附近发射物体，如果发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运行的轨迹是 。3. 第三宇宙速度:在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于 km/s，它就会挣脱 的束缚，飞到太阳系以外，成为人造小恒星，这时的发射速度就叫做第三宇宙速度。三、梦想成真：1957年10月4日，世界上第一颗人造地球

5、卫星在 发射成功，卫星质量83.6kg，卫星绕地球运行周期 。1962年4月12日，苏联人 成为第一个乘载人飞船进入太空的人。1969年7月20日，人类成功登上月球。2003年10月15日，我国成功发射神航五号载人飞船，把中国第一位航天员 送入太空。思：1、同步卫星：什么是地球同步卫星？地球同步卫星有哪些特点？周期_地球自转周期；T=24h;角速度_地球自转角速度；提示：嫩江县上空是否有同步卫星？为什么？ 各个国家发射的同步卫星距离地面高度是否相同？为什么？ 同步卫星是否会发生碰撞？为什么？总结：同步卫星的特点：2.1957年10月，原苏联发射第一颗人造地球卫星，卫星重83.6kg，每96mi

6、n绕地球飞行一圈，请同学们根据所学知识计算这颗卫星的轨道半径是多少？卫星距地面的高度是多少？卫星的线速度是多少？（地球半径R=6400km）用:1关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是（ ）A它是人造卫星绕地球运行的最小速度B它是人造卫星绕地球运行的最大速度C它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度D它是能使卫星进人近地圆形轨道的最小发射速度2据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km和100Km，运动速率分别为v1和v2，那么v1和v2的比值为（月球半径取1700Km）（ ）A B C D3关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（ ）A它的速度小于7.9k

7、m/sB它的速度大于7.9km/sC它的周期是24h,且轨道平面与赤道平面重合D每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的4在地球（看作质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是（ ）A它们的质量可能不同 B它们的速率可能不同C它们的向心加速度大小可能不同 D它们离地面的距离可能不同5已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T。61970年4月25日18点，新华社授权向全世界宣布：1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星向全世界播送“东方红”乐曲。已知卫星绕地球一圈所用时间T=114分钟，地球半径R=6400km，地球质量M=6×1024